同步升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)及其Verilog-A模型的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著便攜式電子設(shè)備的高速發(fā)展，在功率半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)中，便攜式電子設(shè)備電源管理IC已經(jīng)成為最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。電源的轉(zhuǎn)換效率成為衡量電源產(chǎn)品的重要因素。在眾多的控制模式中，直流-直流脈寬調(diào)制(PWM)被證明具有很高的效率，因此PWM控制模式在便攜式開關(guān)電源芯片中得到了廣泛的應(yīng)用。集成電路規(guī)模越來越大，這使得研發(fā)工程師在應(yīng)用EDA軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真時(shí)遇到了極大困難。仿真數(shù)據(jù)量大，時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。集成電路宏模型可以給設(shè)

2、計(jì)者提供很大的幫助，應(yīng)用宏模型可以極大地減少仿真的數(shù)據(jù)量，縮短仿真時(shí)間，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。
　　根據(jù)市場(chǎng)需求，本文設(shè)計(jì)了一種高效率同步升壓式DC/DC 開關(guān)電源管理芯片。同時(shí)針對(duì)電路仿真數(shù)據(jù)龐大，仿真時(shí)間長(zhǎng)、速度慢的問題，本文應(yīng)用Verilog-A語言建立了部分模塊的宏模型，并應(yīng)用于電路的整體仿真之中。在進(jìn)行具體電路設(shè)計(jì)前，本文首先介紹了DC/DC 轉(zhuǎn)換器各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本工作原理，然后介紹了PWM(Pulse-Width Mo

3、dulation)、PFM(Pulse-Frequency Modulation)及PSM(Pulse-Skip Modulation)幾種不同的工作模式，最后介紹了同步整流原理及同步整流存在的問題。
　　在電路設(shè)計(jì)中，本文重點(diǎn)介紹了五個(gè)部分，包括基準(zhǔn)源電路、振蕩器電路、電流檢測(cè)電路、延時(shí)電路和保護(hù)電路。在振蕩器電路設(shè)計(jì)中，因?yàn)楣に嚻顣?huì)對(duì)電阻電容的值造成影響，所以在該部分引入了修調(diào)電路。在宏模型的設(shè)計(jì)中，本文主要應(yīng)用Verilo

4、g-A語言來完成，這是一種可以進(jìn)行數(shù)模混合描述的硬件描述語言。在這一部分中，本文先對(duì)verilog-A進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，描述了Verilog-A語言的基本語法結(jié)構(gòu)，并對(duì)部分關(guān)鍵字進(jìn)行了說明，同時(shí)給出簡(jiǎn)單示例增加對(duì)語言的理解，然后對(duì)部分電路模塊進(jìn)行了程序的編寫。本文利用Candence EDA 軟件中的Hspice 仿真工具，對(duì)各電路模塊以及系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對(duì)Verilog-A程序進(jìn)行了功能驗(yàn)證。本文所設(shè)計(jì)的芯片，采用NUVOTON 5