一款低emi降压型dc%2fdc芯片设计

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1、摘要摘要随着微电子技术的飞速发展，电力电子设备在各个领域内得到了广泛的应用，作为设备驱动力源泉的电源管理类芯片对整机系统进行电能转换、分配和实时监测，是系统高效稳定运行的重要保障，为使电能得到更加高效合理的管理，针对不同的应用领域的不同需求开发针对性的电源管理芯片是目前的趋势之一。本文基于工程实践项目开发一款针对汽车电子的低EMI降压型DC/DC转换器的芯片设计，并完成该芯片的电路设计与物理实现。本文在研究对比降压型DC/DC开关转换器的主流控制方式后针对该芯片的应用需求采取峰值电流模反馈的PWM控制方式，使系统具有较快的负载响应速度，同时还通过针对峰值电

2、流的实时检测为电路提供过流保护防止芯片负载电流超出正常工作范围造成芯片损毁。并对系统工作于重载高占空比模式下易产生的亚谐波振荡的情况采取一阶线性斜坡补偿，提升了系统的稳定性。拓扑结构采用新型的同步整流技术，克服了二极管整流带来的导通损耗，使系统效率得到提升。并针对应用环境对于降低电磁干扰的需求，通过采用扩频时钟技术克服了工作于的固定频率下的脉宽控制方式易产生较大的电磁干扰的缺点，使时钟信号的频谱在一定范围内展宽此举能够大大削弱时钟信号的峰值噪声增益使其达到近20dB的降低，降低开关电源芯片的电磁干扰对整机系统内部模块的稳定工作有着重要意义。此外还针对高集成

3、度芯片的测试需求对该芯片增加可测性的设计，使芯片内部一些关键信号能够更加方便可靠地测得，能够缩短测试周期并提高测试效率。整个芯片的电路设计是在Cadence平台下完成的，并对电路的子模块分别进行设计与仿真验证，最后对系统整体的特性指标完成相应的仿真验证，达到输入电压范围在2.5V~5.5V，最高可达3A电流。最后基于标准0.35μmCMOS工艺，使用Cadence平台下的virtuoso版图设计工具对该芯片进行了版图设计，并结合该芯片的子模块功能与半导体制造工艺给出了布局布线选择依据，以及片内集成开关管和同步管的开关电源芯片专用功率晶体管的版图设计，目前正

4、在流片。关键词：DC/DC，扩频时钟，斜坡补偿，可测性论文类型：基础应用类IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmicroelectronictechnology,electronicequipmenthasbeenwidelyusedinvariousfields.Powermanagementdeviceasadrivingforceofthechiptoelectricenergyconversion,distributionandreal-timemonitoringofthewholesystem,i

5、sanimportantguaranteeofefficientandstableoperationofpowersystem.Inordertomakethepowercanbemoreefficientandreasonablemanagement,differenttherequirementsanddevelopmentspecificpowermanagementchipfordifferentapplicationfieldsisoneofthecurrenttrends.Inthispaper,basedonthepracticeofengi

6、neeringprojecthasdevelopedalowEMIbuckDC/DCconverterchipforthecar’selectronicequipment,completedthecircuitdesignandphysicalimplementationofthechip.ThroughthestudyandcomparisonofthemainstreambuckDC/DCswitchingconvertercontrolmode,accordingtotheapplicationrequirementsofthechip,adopts

7、thePWMcontrolmodewithpeakcurrentmodefeedback,makingthesystemachievefasterloadresponsespeed,atthesametime,throughthereal-timedetectionforthepeakcurrentprovidesovercurrentprotectiontopreventdamagecausedbychiploadcurrentexceedingthenormalworkscopeforthecircuit.Workinginheavyloadandhi

8、ghdutycyclemodeareeasytoproduceth