便携式电子设备适配器开关电源控制芯片设计

摘要

绿色化、节能化是当今电子产品发展的趋向。为了延长各种便携式电子产品的电源使用寿命、有效节约能源，要求DC-DC/AC-DC转换器具有高效率、低功耗和低成本等特性。
　　 本论文基于对各种开关电源电路拓扑、电路控制模式和工作模式的工作原理的研究、比较、分析，成功地设计出了基于CSMC0.5μmCMOS工艺的电流型脉宽控制模式的开关电源控制芯片。它主要应用于便携式电子设备的适配器开关电源控制。芯片系统主要由内部基准源、偏置电路、振荡器、过压保护、PWM比较器、内部稳压源和补偿电路等电路模块组成。针对系统内部的各个电路模块，利用Cadence仿真软件对电路的各项参数指标都做了详细的仿真和优化。系统的最终仿真结果表明所设计的芯片具备启动电流小于20μA，功耗为250mW，最大驱动电流为300mA，纹波电压小于100mV，转换效率高于70％等特点。
　　 通过综合系统整体仿真和设计参数指标的对比，表明设计的芯片能很好地满足预设指标要求。芯片的最终测试结果也表明所设计芯片满足设计指标，因而圆满完成了预期设计目标。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1开关电源概述

1.2开关电源的发展

1.3研究目的与芯片的设计指标

1.4论本文的主要工作及内容安排

第二章DC-DC开关电源工作原理

2.1 DC-DC开关电源分类

2.2 DC-DC开关电源工作原理

2.2.1四种电路拓扑的工作原理

2.2.2三种控制模式的工作原理

2.2.3 CCM/DCM开关电源工作原理

第三章开关电源芯片功耗分析与低功耗设计

3.1开关电源芯片功耗分析

3.1.1静态功耗

3.1.2动态功耗

3.2开关电源芯片的低功耗设计

3.2.1软开关(Soft switching)技术

3.2.2变频(Variable frequency)技术

3.2.3功率开关缩放(Power MOSFET scaling)技术

3.2.4低压驱动技术

第四章系统与结构设计

4.1芯片系统架构设计

4.2欠压锁定模块

4.3基准源

4.4内部稳压源

4.5振荡器

4.6谐波补偿模块

4.7保护检测模块

4.8系统仿真结果

4.9芯片版图设计

第五章测试

5.1测试过程

5.2芯片测试结果

第六章总结与展望

致谢

参考文献