電源管理單元中低功耗LDO和高頻Buck變換器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體行業(yè)與無線通信的發(fā)展，以平板電腦、智能手機等為代表的各種便攜式產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展。單一功能的電源管理芯片不僅滿足不了便攜式設(shè)備多樣化的功能要求，而且還易浪費容量有限的電池電量。為了滿足便攜式電子產(chǎn)品多樣化的供電要求，電源管理單元PMU隨之產(chǎn)生。相比傳統(tǒng)的單芯片電源系統(tǒng)而言，PMU不僅能保持較高的轉(zhuǎn)換效率，還顯示出很多其它的優(yōu)越性:提供不同電源電壓的多樣化電源管理功能、設(shè)計簡單、低功耗和集成度高等。電源管理單元中集成的電路主要有

2、LDO、DC-DC變換器、電荷泵Charge Pump、時鐘電路、基準電壓源Voltage Reference等。本文的工作重點就是分別設(shè)計一款低功耗的LDO和高頻的Buck變換器。
　　本文分析和設(shè)計了一款低靜態(tài)電流的無片外電容的低壓差線性穩(wěn)壓器。首先介紹穩(wěn)壓器LDO的基本電路結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能參數(shù)、傳統(tǒng)和無片外電容LDO的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)分析;其次，對LDO的子功能模塊，如誤差放大器、擺率增強電路、基準源等進行分析和設(shè)計

3、;最后，基于SMIC0.18μm標準CMOS工藝對各個子功能模塊和整體的電路進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，其輸入電壓為2V～2.8V，輸出電壓穩(wěn)定在1.8V，壓降僅為100mV，最大的輸出電流為100mA，LDO主體電路的靜態(tài)電流僅為1.2μA。
　　本文設(shè)計了一款高頻電壓控制的PWM/PSM雙模式Buck型變換器，并集成了軟啟動、欠壓、過溫、過流等保護功能。其輸入電壓為1.6V～3V，輸出電壓穩(wěn)定在1.2V，最大的輸出電流500