脉冲频率调制（PFM）的开关电容型直流降压转换器的研究和设计

摘要

便携式产品向低电压，低成本，高性能的发展给电源管理芯片市场带来了新的契机。直流转换器作为电源管理芯片重要的组成部分也成为商家占有市场的重要产品。本文着重研究了脉冲频率控制的开关电容型直流降压转换器的设计。 论文首先介绍了常见的三种直流转换器：低压差线性稳压器，电感型直流转换器，开关电容型直流转换器，并且比较了各自的性能差异。然后针对开关电容型直流转换器，介绍了直流转换器的重要性能参数：输出电压纹波，传输效率等以及电路中的寄生电感寄生电阻对电路性能的影响。在指标和参数定义清楚后，又详细讲述了分析开关电容阵列最常用的数学方法，稳态状态矢量分析法和瞬态分析法。论文还从系统的角度分析了输入限流线性反馈控制，脉冲宽度控制和脉冲频率控制在各项性能指标上的差异。 接下来用0．25gm2．5／5VCMOS工艺设计了一个输入为2．8～5V，输出电压为1．8V，负载电流最大为200mA的直流转换器。设计中更加准确地模拟了传输电容和滤波电容的寄生参数，采用输入限流技术减小了输出电压的纹波，采用修改时钟沿的方法减小了输出电压上的毛刺，采用多种模式的开关电容阵列以及增益跳变提高传输效率。最后给出了系统仿真结果以及功率管等重要电路版图设计的实例。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图索引及表格索引

第1章引言

第2章直流-直流转换器的基本概念和体系结构

第3章开关电容型直流降压转换器的设计

第4章系统仿真以及版图设计

第5章结论和未来工作展望

参考文献

致谢

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