USB電源管理芯片中保護(hù)電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、通用串行總線(USB)接口因?yàn)槠渲С譄岵灏巍鬏斔俾士?、方便攜帶等優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)不到二十年的時(shí)間里，在市場(chǎng)上迅速普及。隨著科技的進(jìn)步，目前USB3.0具有更高的傳輸速率，能夠提供更大的總線功率和輸出電流。市場(chǎng)上新出的智能產(chǎn)品大多采用USB通信及充電，然而為了應(yīng)對(duì)一些惡劣的環(huán)境和使用過(guò)程中的突發(fā)情況，如何設(shè)計(jì)出安全可靠的USB電源管理芯片是工程師們必須面對(duì)的難題。本文從芯片安全可靠的角度出發(fā)，專注設(shè)計(jì)USB電源管理芯片中的保護(hù)電路，通過(guò)仿真驗(yàn)

2、證，完成了限流保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路、異常報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。
　　本文首先介紹了本課題的背景意義、USB電源管理芯片保護(hù)電路的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了USB電源管理芯片的重要性能參數(shù)。同時(shí)，詳細(xì)闡述了USB電源管理芯片的架構(gòu)原理，分析了限流保護(hù)電路和過(guò)溫保護(hù)電路的工作過(guò)程，并且本文采用串聯(lián)電阻檢測(cè)與SENSEFETs檢測(cè)相結(jié)合的方式來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電流。
　　然后，詳細(xì)介紹了限流保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路以及異常報(bào)警電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。分

3、析了傳統(tǒng)限流保護(hù)電路不能有效進(jìn)行短路保護(hù)的缺陷，設(shè)計(jì)了一款新型的雙門(mén)限限流保護(hù)電路，當(dāng)系統(tǒng)過(guò)流時(shí)變?yōu)楹懔髟摧敵觯?dāng)系統(tǒng)短路時(shí)，降為更低門(mén)限的恒流源輸出。通過(guò)帶隙基準(zhǔn)內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓與PNP三極管發(fā)射極-基極電壓的比較來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)及過(guò)溫保護(hù)功能。若系統(tǒng)發(fā)生過(guò)載、短路或過(guò)溫等異常情況，將輸出異常報(bào)警信號(hào)到USB控制器。
　　最后，基于UMC0.25um BCD工藝，采用Cadence軟件設(shè)計(jì)電路，經(jīng)過(guò)Hspice軟件仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果