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高效电感式降压型DC-DC电源管理芯片的设计

姚丰  
【摘要】:近些年内,随着以手机为代表的便携式电子产品市场急剧扩张,与其相对应的电源管理芯片需求也日益增加。同时,便携式电子产品功能的增多和电池能量的相对固定,成为了电源管理中的最大挑战。因此,高效电源管理就成为电子设计中至关重要的因素,其中电池的能量转换效率和节能方面是关键部分。这也是本次设计高效同步整流降压DC-DC转换器的主要目的。 本次设计内容是一块高效同步整流型电感式降压DC-DC转换芯片。设计中参照市场上类似成熟产品的设计经验,同时查阅文献资料进行正向设计,在Cadence中以无锡上华6S06DPDM-CT02的Spectre模型仿真,成功得到预期的性能指标,并在Cadence上的Virtuoso平台上进行了版图绘制和验证。最终,本设计在无锡上华的MPW计划中流片,并在本所完成了测试。 设计的DC-DC转换芯片有三大特点:电流模式、PWM调制及同步整流。三大特点都给芯片带来性能上的提升。本文分别对三个特点对应的工作原理进行了分析,同时在仿真中进行了比较分析。 电源管理芯片既属于数模混合电路,又属于功率集成电路。文章中也对数模混合电路设计中的一些技巧和功率集成电路中功率器件的设计进行了一些阐述。 本次课题使我在模拟集成电路设计方面增长了经验,同时也让我对电源管理领域有了一个粗略的认识。本文记录了设计中大量有参考价值的数据和结果,同时也包含电源管理芯片工作原理的分析,有着良好的科研意义。


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