同步降压型DC-DC开关电源关键模块设计

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号：４０３１５３１７２７ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥｔ中文题目压型ＤＣ－ＤＣ开关电源关键模块设计：同步降－ｎｏｆ－ＤｏｗｎＤＣＤＣＫｅＭｏｄｕｌｅＤｅｓｉＳｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｎｄＳｔｅｐｙｇｙＳｗｉｔｃｈｉｎＰｏｗｅｒＳｕｌ英文题目：ｇｐｐｙ论文作者：戴靖遥指导教师：赵宏亮副教授ｘ业微电子学与固体电子学专ｌ］：完成时二○一八年五月间：％９辽宁大学学位论文原创性声明本

2、人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律学位论文作者签名：％１年学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。，保密（）在年后解密适用本授权书。（保密：请在括“”号内划Ｖ）授权人签名：指导教师签名：日期：＞丨名年ｒ月弘日日期：年月。日？＆卞《申请辽宁大学硕士学位论文同步降压型DC-DC开关电源关键模块设

4、计KeyModuleDesignofSynchronousandStep-DownDC-DCSwitchingPowerSupply作者：戴靖遥指导教师：赵宏亮副教授专业：微电子学与固体电子学答辩日期：2018年5月20日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要在现代社会，人们对电子产品的依赖已经远超过去的任何时候，随着集成电路技术的日新月异，电子产品的体积越来越小，功耗越来越低，而功能却越来越强大。DC-DC开关电源芯片作为各种电子产品的核心部件之一，其性能对电子设备的续航时间和寿命有着决定性的影响。为了让电子设备具有更高的应用价值，DC-DC开关电源芯片的低功

5、耗、高转换率设计逐渐成为了集成电路设计领域的研发热点。本论文基于标准0.5μmBCD工艺，主要研究同步降压型DC-DC开关电源中带隙基准源和单次计时器两个关键电路模块的设计、仿真与版图实现。本文主要内容包括：1、简要阐述开关电源的发展概况，并讨论了开关电源在未来的发展趋势。2、叙述同步降压型DC-DC开关电源系统的基本原理。3、介绍谷值电流控制的系统架构，其中包括谷值控制模式工作原理、同步整流技术、外围器件的选择等，总结了恒定导通时间谷值电流控制的优点。4、详细阐述了本文所提出的带隙基准源电路的设计与仿真过程，其中包括预调制部分和带隙基准源核心部分两个电路

6、模块。本文所介绍的带隙基准源输出电压不仅具有较低的温漂系数，而且可实现在较大范围电源电压下工作并具有较低的线性调整率，这主要得益于使用了预调制电路结构代替传统启动电路，并在核心电路中使用高增益两级放大器结构。在TT工艺角下，仿真结果表明，在-40℃—80℃的温度范围内，温漂系数为14.36ppm/℃。在3到10V电源电压工作范围内，其输出端的电压变化仅为30μV，线性调整率达到4.3μV/V。电路的电源抑制比为102dB，在3.3V典型工作电压下功耗为300μW。5、详细阐述了本文所提出的单次计时器的设计与仿真过程。本文所设计同步降压型DC-DC开关电源工

7、作在恒定导通时间谷值电流控制模式下，之所以采用这种电路控制模式，是因为该模式具有转化效率较高，能够稳定工作在高频环境下等特点。而单次计时器正是用于产生固定导通时间的关键电路模块。同时为了保持开关电源输出电压的稳定，谷值电流控制模式中的开关管工作频率I摘要要有一个上限，这个上限是由单次计时器的最小导通时间TON决定。本文所设计的电路中最小导通时间约为40ns。6、阐述版图设计中需要考虑的因素，如匹配性、抗干扰及寄生效应、可靠性等，并展示了所设计的带隙基准源和单次计时器版图。7、对论文的不足之处和模块设计结果进行总结。关键词：同步降压型DC-DC开关电源，带隙

8、基准源，低线性调整率，谷值电流控制，单次计时器IIAbstract