一種片上集成高性能電源管理電路設計.pdf

1、隨著集成度與CMOS工藝的不斷發(fā)展,集成了模擬、射頻、數(shù)字以及電源電路在內(nèi)的片上系統(tǒng)(SOC)成為了市場的核心。在競爭越來越激烈的IC市場下,為了提高SOC的效率,就必須使用現(xiàn)有的IP核。然后將所需要的IP核模塊“拼接”成符合一定功能需求的系統(tǒng)芯片。因此需要設計一種片上電源管理IP核以滿足片上系統(tǒng)的需求。
　　根據(jù)上述需要,本文設計了一種能給數(shù)字、射頻等片上電路供電的電源管理電路IP核。該電路選用的是效率高的BUCK結構,開關頻率

2、1.5M,靜態(tài)電流小于250μA,最大輸出平均電流600mA,效率最高可以達到95％,輸出電壓可以根據(jù)片上系統(tǒng)電路的需要可以改變?nèi)?.2V、1.5V、2.5V等。該電路采用峰值電流控制方式的同步整流電路,同時該電源電路本身還具有一系列保護功能模塊,能夠保證電路的正常工作。
　　首先,本文分析了BUCK拓撲結構的工作原理及其主要的性能指標。其次,根據(jù)需求提出了電源管理電路的系統(tǒng)框圖,設定了電路的整體性能指標,闡述了電路結構的小信號模

3、型和推導了其傳輸函數(shù),在傳輸函數(shù)的基礎上分析了零極點位置,提出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的解決方案。然后詳細分析設計并仿真驗證了誤差放大器、振蕩器、輸出電壓檢測電路、零電壓檢測電路、小電流檢測電路。其中誤差放大器的作用是將反饋網(wǎng)絡反饋的電壓與參考電壓進行誤差放大,這個放大信號可以改變占空比,從而使輸出電壓穩(wěn)定;振蕩器的作用是提供了功率管的開關時鐘和提供了斜坡補償電路中需要的鋸齒波信號;輸出電壓檢測電路的作用是保證輸出電壓正常;零電壓檢測電路的作用是檢