一种高稳定性开关式升压变换器设计

摘要

本文基于开关控制升压原理,采用CMOS工艺,设计研制出一种高稳定性,低功耗,轻载时具有较高转换效率的新型低压直流转换电路.在本文中作者首先根据电压转换的基本原理,给出理论依据.然后根据功能需要进行了电路的总体结构设计.再对电路的所有子模块电路进行了详细分析,借助设计软件Cadence、Hspice对子模块电路进行了完整的设计和模拟仿真,给出了合理的电路数据,各子模块电路的电特性参数均达到或优于设计所需指标.最后,对整体电路进行了联合仿真,模拟结果表明该电路完成了设计功能、达到了预先制定的设计指标,进而采用Cadence下的Virtuoso Layout Editor工具进行了版图设计,并进行DRC和LVS的版图验证.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1管理电源IC的发展状况

1.2管理电源IC分类应用

1.3本文工作

第二章功率变换及其控制方式的介绍

2.1整流电路

2.2逆变电路

2.3基本的DC-DC变换

2.3.1 Buck变换电路

2.3.2 Boost变换电路

2.4开关电源的基本控制方式

2.4.1基本控制方式

2.4.2常用PWM的基本控制原理及应用

第三章整体电路的构思与设计

3.1控制电路设计原理

3.2电源电路设计

3.2.1电路的整体设计基本要求

3.2.2控制电路整体结构设计及工作过程

3.2.3电路各功能块的主要作用

3.2.4电路典型应用及特点

第四章各功能子模块的设计

4.1振荡器电路设计

4.1.1振荡器电路设计

4.1.2电路仿真

4.2基准源电路设计

4.2.1概述

4.2.2 E/D NMOS基准电压源的设计

4.3滞回比较器设计

4.3.1单端滞回比较器的分析设计

4.3.2单端滞回比较器的仿真

4.4电压跟随电路设计

4.5限压电路设计

4.5.1限压电路的阈值设定

4.6过温保护电路设计

4.6.1典型过温保护电路的工作原理

4.6.2带热滞回功能的过温保护电路

4.7 NMOS开关管驱动电路的设计

4.7.1开关管驱动电路的设计依据

4.7.2 CMOS倒相器级联结构的驱动电路

第五章整体电路仿真

5.1整体电路中子电路的功能仿真

5.1.1选通控制功能的仿真

5.1.2电压限制功能的仿真

5.2整体电路典型参数的量化仿真

5.2.1输入电压与输入电流的直流特性

5.2.2不同输入电压下的输出瞬态特性

5.2.3电路输出电压稳定度分析

5.2.4电路转换效率分析

5.2.5输出电压随负载的变化

5.3电路后续优化研究

第六章工艺及版图设计

6.1工艺要求

6.1.1所采用1.2μm CMOS工艺的基本结构

6.2电路版图设计

6.2.1版图设计对电路性能的影响

6.2.2版图设计规则和设计技巧

6.2.3版图结构

第七章结论

参考文献

致谢

个人简历