一種PFM控制的低功耗AC-DC電源管理芯片設(shè)計(jì).pdf

1、小型化、多功能和綠色節(jié)能是電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。因而要求AC-DC轉(zhuǎn)換器具有高效率、低功耗、小的芯片面積和低成本等特性。因此，如何提高轉(zhuǎn)換效率，降低芯片功耗，延長(zhǎng)芯片壽命。減少成本，便成為設(shè)計(jì)者需要考慮的主要問(wèn)題。 本次碩士論文采用了脈沖頻率調(diào)制（PFM）控制方式，實(shí)現(xiàn)了高效率、低功耗開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，電路工作在PFM模式，根據(jù)負(fù)載電流的變化，調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率，從而穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電流較小，反饋電壓過(guò)高，開(kāi)關(guān)

2、頻率較?。s<16kHz）時(shí)，芯片采用跳周期工作模式，處于待機(jī)狀態(tài)，減少功耗。本次設(shè)計(jì)的芯片采用ASMC公司的1．2μmBiCMOS工藝模型設(shè)計(jì)和流片。仿真結(jié)果表明該電路可實(shí)現(xiàn)PFM和跳周期模式的平穩(wěn)過(guò)渡，具有較好的負(fù)載和線性調(diào)節(jié)能力。啟動(dòng)電流小于10μA，靜態(tài)電流小于600μA，待機(jī)功耗小于250mW，輸出電壓為5．4V，輸出電壓紋波小于100mV，負(fù)載調(diào)整率小于2％，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高于64％。 論文首先介紹了PFM模式控制AC

3、-DC轉(zhuǎn)換器的基本原理，然后詳細(xì)闡述了芯片的整體結(jié)構(gòu)，接著重點(diǎn)闡述了部分子模塊電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。在各個(gè)子電路中，重點(diǎn)闡述了基準(zhǔn)源模塊、啟動(dòng)電路模塊、限流比較器模塊、恒壓電路模塊、恒流電路模塊和保護(hù)電路模塊。每一個(gè)子電路分別介紹了其基本工作原理和仿真結(jié)果。 在整體結(jié)構(gòu)的原理分析和子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，運(yùn)用cadance仿真軟件對(duì)整體電路的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了仿真并給出了詳細(xì)的仿真結(jié)果。論文最后討論了所設(shè)計(jì)芯片的版圖布局、設(shè)計(jì)思想以及芯片總的測(cè)