一款A(yù)C-DC電源管理芯片及系統(tǒng)的溫度特性分析與設(shè)計.pdf

1、污染問題越來越嚴(yán)重,全國多數(shù)城市籠罩在霧霾之下,這種背景對能源的利用效率提出新的挑戰(zhàn)。在電源技術(shù)發(fā)展的歷程中,首先出現(xiàn)的是線性穩(wěn)壓器,這種電源的致命弱點是效率低下,不適應(yīng)現(xiàn)代對能源高利用率的要求,因此開關(guān)電源技術(shù)被發(fā)明。開關(guān)電源技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在了許多領(lǐng)域,比如消費電子、工業(yè)控制、航天。通過閱讀大量文獻(xiàn),總結(jié)出開關(guān)電源技術(shù)未來發(fā)展的趨勢是高效率、低功耗、小型化、高頻化、高可靠性、數(shù)字化、低噪聲、高抑制EMI。開關(guān)電源技術(shù)對現(xiàn)代能源利用率的

2、提高是顯而易見的。
　　本文設(shè)計了一款開關(guān)電源控制芯片,該芯片的特點是在重載和輕載條件都較的高效率?？刂菩酒€有非常復(fù)雜的多種工作模式,結(jié)合了PWM、PFM、PSM三種調(diào)制模式,最大限度的減少功率管的損耗,包括動態(tài)和靜態(tài)損耗,提高電源的效率。采用臺積電的模擬、數(shù)字、VDMOS混合BCD工藝,將一顆耐高壓到達(dá)700V左右的功率管集成在控制芯片里面,以此提高電路的穩(wěn)定性和降低成本。芯片還設(shè)計了多種保護(hù)電路,包括輸入欠壓、過壓、輸出過壓

3、、溫度保護(hù)。
　　本文的主要工作是分析基準(zhǔn)電壓源、電流源、芯片外部可編程流限模塊的溫度特性,并設(shè)計出具體電路?；鶞?zhǔn)電壓源、電流源為整個芯片其它模塊的提供參考電壓和參考電流,因此對基準(zhǔn)電路的設(shè)計要求特別嚴(yán)苛,要求基準(zhǔn)電壓源、電流源與工藝參數(shù)和溫度無關(guān)。因此要設(shè)計一款低溫度系數(shù)的基準(zhǔn),必須對工藝、器件的問題特性進(jìn)行分析,然后才能設(shè)計符合要求的電路?？删幊塘飨弈K對功率管起限流作用,防止功率管電流過大發(fā)熱而被燒毀。功率管是整個芯片的主要

4、發(fā)熱元件,溫差比較大,在設(shè)計可編程流限模塊電路尤其要考慮溫度對電路的影響,設(shè)計出對溫度不敏感的可編程流限模塊電路。本文還做了版圖設(shè)計相關(guān)的工作,具體分析了版圖布局和一些其它需要注意的問題。
　　完成電路設(shè)計后,對相應(yīng)的電路模塊進(jìn)行了仿真,基準(zhǔn)電壓源溫度系數(shù)可達(dá)17ppm,電流源溫度系數(shù)在典型的TT工藝角下可達(dá)50ppm,可編程流限模塊功能正常,在不同溫度條件下流限值偏差在可接受范圍內(nèi)。文章最后對通過設(shè)計一個反激拓?fù)溟_關(guān)電流源電路對