低壓PWM直流開關(guān)變換器芯片設(shè)計.pdf

1、隨著電子器件的微型化，移動電話、數(shù)碼相機等電池供電的便攜式設(shè)備層出不窮，但單一的電壓不能滿足設(shè)備中器件不同電壓的要求。作為一種電壓轉(zhuǎn)換芯片，開關(guān)電源芯片設(shè)計具有重要意義。 本文在分析了開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式、拓撲結(jié)構(gòu)以及控制模式的基礎(chǔ)上，確立了脈寬調(diào)制(PWM)方式，Boost升壓結(jié)構(gòu)，電流控制模式。設(shè)計了一款脈寬調(diào)制電流控制型的直流升壓變換器芯片，完成了偏置電流、基準電壓源、振蕩器、誤差放大器、PwM比較器、斜坡補償電路以及

2、軟啟動等功能模塊設(shè)計?；鶞孰妷涸床捎脦痘鶞始夹g(shù)實現(xiàn)很小溫度系數(shù)基準電壓，采用共源共柵結(jié)構(gòu)實現(xiàn)基準電壓對電源的電壓的抑制，保證基準電壓穩(wěn)定性。在系統(tǒng)中所有相關(guān)的運算放大器的設(shè)計中，采用了頻率補償技術(shù)解決系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。為了防止電感諧波對電路的穩(wěn)定性影響，設(shè)計了斜坡補償電路來消除這一影響。在系統(tǒng)級和電路級的分析和設(shè)計中，使用Hspice工具對主要模塊和整個系統(tǒng)進行了仿真，使設(shè)計最終滿足要求。在芯片的后端設(shè)計中，采用插指技術(shù)和共質(zhì)心對稱技

3、術(shù)對工藝比較敏感的電路模塊進行精心布局布線，減少失配。版圖設(shè)計完成后，使用Dracula軟件對版圖進行設(shè)計規(guī)則與電氣規(guī)則的檢查，在完成了版圖與電路圖對照之后芯片投片生產(chǎn)。 本文設(shè)計的低壓直流開關(guān)變換器芯片采用無錫上華的0.5μm，N阱DPTM的標準CMOS工藝制造。最后測試了流片后的芯片，結(jié)果表明，PWM芯片的基本升壓功能和其它輔助功能都已經(jīng)實現(xiàn)，輸入電壓范圍大(2.2V～5V)，輸出5V電壓穩(wěn)定。但芯片的性能與預期水平相比還有