低壓PWM直流開(kāi)關(guān)變換器芯片設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子器件的微型化，移動(dòng)電話(huà)、數(shù)碼相機(jī)等電池供電的便攜式設(shè)備層出不窮，但單一的電壓不能滿(mǎn)足設(shè)備中器件不同電壓的要求。作為一種電壓轉(zhuǎn)換芯片，開(kāi)關(guān)電源芯片設(shè)計(jì)具有重要意義。 本文在分析了開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制模式的基礎(chǔ)上，確立了脈寬調(diào)制(PWM)方式，Boost升壓結(jié)構(gòu)，電流控制模式。設(shè)計(jì)了一款脈寬調(diào)制電流控制型的直流升壓變換器芯片，完成了偏置電流、基準(zhǔn)電壓源、振蕩器、誤差放大器、PwM比較器、斜坡補(bǔ)償電路以及

2、軟啟動(dòng)等功能模塊設(shè)計(jì)?；鶞?zhǔn)電壓源采用帶隙基準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)很小溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓，采用共源共柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓對(duì)電源的電壓的抑制，保證基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定性。在系統(tǒng)中所有相關(guān)的運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)中，采用了頻率補(bǔ)償技術(shù)解決系統(tǒng)穩(wěn)定性的問(wèn)題。為了防止電感諧波對(duì)電路的穩(wěn)定性影響，設(shè)計(jì)了斜坡補(bǔ)償電路來(lái)消除這一影響。在系統(tǒng)級(jí)和電路級(jí)的分析和設(shè)計(jì)中，使用Hspice工具對(duì)主要模塊和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，使設(shè)計(jì)最終滿(mǎn)足要求。在芯片的后端設(shè)計(jì)中，采用插指技術(shù)和共質(zhì)心對(duì)稱(chēng)技

3、術(shù)對(duì)工藝比較敏感的電路模塊進(jìn)行精心布局布線(xiàn)，減少失配。版圖設(shè)計(jì)完成后，使用Dracula軟件對(duì)版圖進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則與電氣規(guī)則的檢查，在完成了版圖與電路圖對(duì)照之后芯片投片生產(chǎn)。 本文設(shè)計(jì)的低壓直流開(kāi)關(guān)變換器芯片采用無(wú)錫上華的0.5μm，N阱DPTM的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造。最后測(cè)試了流片后的芯片，結(jié)果表明，PWM芯片的基本升壓功能和其它輔助功能都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，輸入電壓范圍大(2.2V～5V)，輸出5V電壓穩(wěn)定。但芯片的性能與預(yù)期水平相比還有