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真关断高效率的LCD升压变换器设计

作　者: 赵暄珉
导　师: 杜国同；赵宇
学　校: 大连理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 升压变换器非连续模式过温保护线性调整率
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 42次
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内容摘要

开关稳压电源简称开关电源,因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术,通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源。本论文首先对开关电源的基本原理和架构做了研究,并在此基础上采用0.6μm 30VBCD工艺设计了一款真关断高效率的LCD升压变换器。该芯片供电电压范围为2.7V-5.5V,输出15V的电压。内部集成了N沟道MOS管主开关和P沟道MOS管输出隔离开关。它采用限制电流最小关断时间控制原理,工作于非连续模式。变换器工作时,P沟道MOS管开关将VCC接至电感提供功率,变换器关断时该开关将输入电源与电感断开。在关断期间,电源电流降低至0.05μA,消除了输出端从输入端吸入功率,达到真关断的目的,延长了电池的寿命。芯片内部不仅包含了带参考电压源的误差放大器、电感峰值电流检测模块、单稳态触发器等核心模块而且集成了过温保护、欠压锁定等保护电路以保证芯片能稳定工作。在完成电路原理分析与电路设计的基础上,还应用EDA软件HSPICE对各个模块及整体电路进行仿真,结果表明芯片的线性调整率为0.1%/V,负载调节率为0.03%/mA,证明芯片在较宽的输入电压和负载范围内具有稳定的输出电压,从而验证了设计的正确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-10
  1.1 研究背景及意义  8
  1.2 仿真工具介绍  8-9
  1.3 性能指标  9-10
2 LCD升压变换器的原理与控制模式  10-19
  2.1 DC-DC变换器常见的结构  10
  2.2 Boost变换器工作原理  10-16
    2.2.1 连续模式CCM的稳态特性  11-14
    2.2.2 断续模式DCM的稳态特性  14-16
  2.3 开关变换器的反馈控制模式  16-19
    2.3.1 电压反馈控制模式与电流反馈控制模式  16-18
    2.3.2 PWM控制模式与PFM控制模式  18-19
3 真关断高效率的LCD升压变换器芯片原理与实现  19-25
  3.1 升压变换器的工作原理  19-22
    3.1.1 升压变换器整体电路的设计  19-20
    3.1.2 升压变换器的升压原理分析  20-21
    3.1.3 升压变换器的稳压原理分析  21
    3.1.4 工作原理总结  21
    3.1.5 最小关断时间  21-22
  3.2 升压变换器的结构  22-25
    3.2.1 芯片的连接方式  22
    3.2.2 模块功能介绍  22-25
4 芯片子模块的设计与仿真  25-45
  4.1 误差放大器  25-28
  4.2 电流检测电路  28-34
  4.3 PMOS隔离开关  34-38
  4.4 驱动电路  38-39
  4.5 关断控制模块  39-41
  4.6 带反馈的电压比较器  41-42
  4.7 最小关断时间模块和RS触发器  42-45
5 芯片整体电路的仿真  45-65
  5.1 芯片的电气特性仿真结果  46-59
  5.2 芯片的工作特性仿真结果  59-65
结论  65-66
参考文献  66-67
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  67-68
致谢  68-69

真关断高效率的LCD升压变换器设计

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