● 摘要
随着金融海啸的退去,全球半导体市场逐步回暖,中国已经成为全球最大的半导体市场。预计未来几年中国的电源管理芯片市场将急速扩张。而在各国都在积极研究如何提高能源使用效率的背景下,如何提高电源管理芯片的转换效率的研究变得非常迫切。为达到延长便携式应用的工作时间的目的,在节约板级空间的基础上,论文提出一种基于升压变换器结构实现降压变换功能的设计,作为传统升/降压变换器的一种低成本、小尺寸替代方案,应用于短时间输入电压超过输出电压的电池供电系统。设计采用0.6μm 30V BCD工艺,输入电压范围为1.2~6.5V;满足在-25~85℃的工作温度范围内,输出电压为1.8~5.5V;由于采用同步整流技术,可以提供高达96%的功率转换效率。文中首先分析了DC/DC升压系统的拓扑结构、基本原理和关键技术,根据这些理论进而提出了具有降压变换功能的升压变换器的设想。在电路设计中,从系统角度分析了整体电路的基本架构和工作原理,依据系统方案的功能要求和制造工艺约束,重点剖析了以功率栅控制电路、功率背栅控制电路、高电平选择电路和降压模式判断电路为主构成的功率管驱动环路。在完成电路原理分析与电路设计的基础上,应用EDA软件HSPICE对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真和性能验证。通过系统的联合仿真验证,本文的工作完全达到设计方案的指标要求,是设计理论与实际应用的一次有价值的尝试。
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