多軌集成電源穩(wěn)壓及其管理技術(shù)研究.pdf

1、電子產(chǎn)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(fù)合型電源。與傳統(tǒng)的組合式分立電源不同，系統(tǒng)對(duì)多軌電源的集成設(shè)計(jì)提出了高性能的技術(shù)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(shù)，并在TFT-LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到成功應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)及其原理。以TFT-LCD作為研究示例，從TFT-LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)原理、驅(qū)動(dòng)方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面解析出

2、TFT-LCD對(duì)電源的需求。集成電源設(shè)計(jì)技術(shù)不僅要保障能夠提供多個(gè)電壓軌，而且電壓的跨度要做到足夠大。
　　 2.對(duì)于大電流集成電源技術(shù)，本文研究了Boost DC-DC架構(gòu)，分別從電壓環(huán)和電流環(huán)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，運(yùn)用平均狀態(tài)空間法對(duì)功率級(jí)進(jìn)行線(xiàn)性化，得出了Boost DC-DC的零極點(diǎn)分布，并且提出了補(bǔ)償方法。為了提高電源的電流輸出能力，本文提出了自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償?shù)姆椒?，利用跨?dǎo)線(xiàn)性電路對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，從而無(wú)需另加引腳引入輸

3、出電壓，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的斜坡補(bǔ)償，解決了電流環(huán)的穩(wěn)定性問(wèn)題，將系統(tǒng)帶載能力和瞬態(tài)響應(yīng)的負(fù)面影響減至最小。
　　 3.從降低功耗考慮，本文提出了一種低壓?jiǎn)?dòng)電路，采用從輸出端取電的方式為芯片提供電源，最低啟動(dòng)電壓可達(dá)1.5V，靜態(tài)電流小，減小了對(duì)供電電源的負(fù)載電流需求。
　　 4.本文采用電荷泵的高壓開(kāi)關(guān)集成電源作為T(mén)FT-LCD柵極驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓。文中分析了電荷泵的原理和控制方法，采用線(xiàn)性調(diào)節(jié)輸出管導(dǎo)通電阻的方法，設(shè)計(jì)了輸

4、出可調(diào)的正負(fù)電荷泵。為改善高壓工藝下失調(diào)大的問(wèn)題，本文基于開(kāi)關(guān)電容的理論設(shè)計(jì)了一種消除失調(diào)的開(kāi)關(guān)型帶隙基準(zhǔn)，運(yùn)用自動(dòng)調(diào)零技術(shù)，消除了輸入端的失調(diào)電壓，提高了輸出電壓的精度，可以應(yīng)用于各種僅在開(kāi)關(guān)動(dòng)作的某個(gè)時(shí)間內(nèi)需要精確電壓基準(zhǔn)的電路及低功耗電路。
　　 5.針對(duì)TFT-LCD柵驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象，本文對(duì)閃爍的成因和形成過(guò)程進(jìn)行了分析，提出了一種簡(jiǎn)單可行的下降時(shí)間可調(diào)的高壓開(kāi)關(guān)，明顯改善顯示的效果。
　　 6.在線(xiàn)性集成

5、電源研究中，本文設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)密勒補(bǔ)償?shù)腖DO和高性能的運(yùn)放，運(yùn)放的壓擺率達(dá)40V/us，帶寬達(dá)20MHz，可用于TFT-LCD的線(xiàn)性系統(tǒng)，適合作為公共電極電壓和Gamma校正緩沖器。
　　 7.針對(duì)多軌輸出的集成電源，對(duì)各軌道管理技術(shù)進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了上電時(shí)序、故障檢測(cè)等。由于功率電路在啟動(dòng)過(guò)程中，容易產(chǎn)生浪涌電流并引起輸出電壓過(guò)沖，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)造成損傷，為此本文設(shè)計(jì)了一種新型電壓控制的數(shù)字軟啟動(dòng)電路。該電路無(wú)需外接軟啟動(dòng)電容，完全