多軌集成電源穩(wěn)壓及其管理技術研究.pdf

1、電子產品正在向多功能和高性能的方向發(fā)展，普遍需要可靠性高的大功率大跨度電壓的復合型電源。與傳統(tǒng)的組合式分立電源不同，系統(tǒng)對多軌電源的集成設計提出了高性能的技術挑戰(zhàn)。本論文主要研究了多軌輸出的集成電源穩(wěn)壓及管理技術，并在TFT-LCD驅動系統(tǒng)中得到成功應用。論文的主要工作和研究成果包括：
　　 1.分析了多軌集成電源的關鍵技術及其原理。以TFT-LCD作為研究示例，從TFT-LCD驅動系統(tǒng)的驅動原理、驅動方式和系統(tǒng)結構等方面解析出

2、TFT-LCD對電源的需求。集成電源設計技術不僅要保障能夠提供多個電壓軌，而且電壓的跨度要做到足夠大。
　　 2.對于大電流集成電源技術，本文研究了Boost DC-DC架構，分別從電壓環(huán)和電流環(huán)的穩(wěn)定性進行分析，運用平均狀態(tài)空間法對功率級進行線性化，得出了Boost DC-DC的零極點分布，并且提出了補償方法。為了提高電源的電流輸出能力，本文提出了自適應斜坡補償?shù)姆椒ǎ每鐚Ь€性電路對電流信號進行運算，從而無需另加引腳引入輸

3、出電壓，實現(xiàn)了動態(tài)的斜坡補償，解決了電流環(huán)的穩(wěn)定性問題，將系統(tǒng)帶載能力和瞬態(tài)響應的負面影響減至最小。
　　 3.從降低功耗考慮，本文提出了一種低壓啟動電路，采用從輸出端取電的方式為芯片提供電源，最低啟動電壓可達1.5V，靜態(tài)電流小，減小了對供電電源的負載電流需求。
　　 4.本文采用電荷泵的高壓開關集成電源作為TFT-LCD柵極驅動器的驅動電壓。文中分析了電荷泵的原理和控制方法，采用線性調節(jié)輸出管導通電阻的方法，設計了輸

4、出可調的正負電荷泵。為改善高壓工藝下失調大的問題，本文基于開關電容的理論設計了一種消除失調的開關型帶隙基準，運用自動調零技術，消除了輸入端的失調電壓，提高了輸出電壓的精度，可以應用于各種僅在開關動作的某個時間內需要精確電壓基準的電路及低功耗電路。
　　 5.針對TFT-LCD柵驅動時出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象，本文對閃爍的成因和形成過程進行了分析，提出了一種簡單可行的下降時間可調的高壓開關，明顯改善顯示的效果。
　　 6.在線性集成

5、電源研究中，本文設計了動態(tài)密勒補償?shù)腖DO和高性能的運放，運放的壓擺率達40V/us，帶寬達20MHz，可用于TFT-LCD的線性系統(tǒng)，適合作為公共電極電壓和Gamma校正緩沖器。
　　 7.針對多軌輸出的集成電源，對各軌道管理技術進行了分析，設計了上電時序、故障檢測等。由于功率電路在啟動過程中，容易產生浪涌電流并引起輸出電壓過沖，進而對系統(tǒng)造成損傷，為此本文設計了一種新型電壓控制的數(shù)字軟啟動電路。該電路無需外接軟啟動電容，完全