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《福州大学》 2017年
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低噪声与高压下过流保护的LNB电源的研究与设计

杨园格  
【摘要】:模拟电视已被全世界广泛使用,为使现有的模拟电视能够接收到数字广播和数据广播信号,并且全面推广数字广播业务,许多人正致力于研究和开发可接收数字广播和数据广播的数字电视机顶盒。随着卫星数字机顶盒前端的高频头(Low Noise Block,LNB)模块对接收信号的噪声指标要求越来越高,用于高频头模块的低噪声高压电源管理芯片已经成为工业界研究的热点。本文从LNB电源的系统架构及其关键电路模块出发,首先介绍了电压型脉冲宽度调制的升压式DC_DC变换器电路,通过对电路的稳定性分析,设计了 Ⅲ型补偿网络,确保其能够输出稳定的电压供给低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)。其次介绍了 LDO电路的系统结构,通过小信号模型分析LDO电路的高电源抑制比,用来减小升压式DC_DC变换器输出电压的纹波。同时,对基准电压源与基准电流源进行了设计与仿真,为该电源电路提供稳定的基准源。最后,为了提高电路的可靠性,本文在传统过流保护电路的基础上,设计了一种应用于LDO的具有高精度、自恢复性的新型过流保护电路。基于以上三个关键电路模块,本文提出了一种适合于LNB电源的双环嵌套电路结构,该电源架构主要由两个双环嵌套电路组成。第一个双环电路结构由升压型DC_DC变换器内嵌LDO构成,目的是利用高电源抑制比的LDO隔离DC_DC电路中PWM模块对输出电压的影响,起到降低纹波的作用,实现低噪声电源;第二个双环电路结构由LDO结合过流保护模块构成,该结构克服了 PVT对电路的影响和过流保护失效问题,实现了在高输入电压下的过流保护与自恢复功能。以上设计解决了数字机顶盒中LNB模块在接收信号时的噪声问题以及高压电源低压差线性稳压管理芯片可靠性的问题。在对LNB电源系统和关键电路模块进行详细分析的基础上,本文基于华虹0.35μm BCD工艺,采用Cadence仿真工具对主要电路模块和系统进行了设计与仿真。仿真结果表明,电路的功能和性能指标均已达到设计要求。本文设计的LNB电源不但具有低噪声的输出电压,同时在输出端发生短路或过载时,电路具有过流保护作用以及轻重负载切换时输出电压具有自恢复的能力。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN949.1

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