高精度可調(diào)限流配電芯片研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著以手機(jī)、平板電腦為代表的便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，以及對(duì)綠色能源技術(shù)的迫切需求，電源管理系統(tǒng)逐漸向集成化、模塊化、智能化發(fā)展。限流配電芯片作為電源管理芯片的一員，是實(shí)現(xiàn)多元化電源控制的重要組成部分。其主要功能是實(shí)現(xiàn)功率控制，對(duì)限流精度及配電效率均有較高要求。而受限于大電流檢測(cè)精度，目前限流配電芯片限流閾值漂移通常在15％以上。
　　本研究通過分析傳統(tǒng)配電芯片架構(gòu)，結(jié)合項(xiàng)目需求，開發(fā)一款高精度可調(diào)限流配電芯片。該芯片通過電荷泵產(chǎn)

2、生高壓驅(qū)動(dòng) N型功率管，以提升導(dǎo)電效率。設(shè)計(jì)高精度電流檢測(cè)電路，采用高響應(yīng)速度電路結(jié)構(gòu)，并利用增益自舉技術(shù)提升電流檢測(cè)精度。同時(shí)結(jié)合溫度系數(shù)補(bǔ)償技術(shù)，以抑制限流閾值隨溫度及負(fù)載的漂移。設(shè)計(jì)高壓誤差放大器，構(gòu)成限流調(diào)節(jié)環(huán)路，實(shí)現(xiàn)恒流限流。同時(shí)利用誤差放大器可控的輸出擺率，實(shí)現(xiàn)“軟啟動(dòng)”功能，防止功率管過快開啟產(chǎn)生涌浪電流。利用斬波技術(shù)，設(shè)計(jì)帶失調(diào)校正功能帶隙基準(zhǔn)源，有效抑制了由運(yùn)放失調(diào)引起的基準(zhǔn)電壓偏移。芯片可通過外接電阻設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立限流

3、閾值，并可通過限流閾值選擇端ILIM_SEL，在芯片工作過程中對(duì)限流閾值進(jìn)行切換，從而便于處理器對(duì)供電模式進(jìn)行控制。另外，芯片還具有完整的過溫保護(hù)、欠壓鎖定、過流保護(hù)及異常狀態(tài)顯示功能。采用0.25μm BCD工藝進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。芯片具有高限流精度，限流閾值隨溫度及負(fù)載漂移僅為8.7%。外接電阻調(diào)節(jié)限流閾值范圍由500 mA到2.5 A。導(dǎo)通2 A電流時(shí)芯片導(dǎo)通電阻僅為61.5 mΩ，配電效率達(dá)97.1%。通過斬波失調(diào)校正，蒙特卡羅仿