便攜式設(shè)備電源管理的IC設(shè)計與研究.pdf

1、迅速發(fā)展的便攜式設(shè)備以及由電池供電系統(tǒng)電子儀器，由此推動了便攜式儀器的電源管理系統(tǒng)的研究開發(fā)，使得電池能量能夠提供給這些設(shè)備的多功能系統(tǒng)工作需求，從而也推動了供給電源管理系統(tǒng)的芯片研究，使得電路可以得到高穩(wěn)定性的電源電壓和足夠高電源效率，同時加速了芯片電路和電源管理電路能夠集成在同一塊集成電路芯片內(nèi)。隨著電子產(chǎn)品特別便攜式電子設(shè)備功能多樣化復(fù)雜化，電源管理電路在便攜式產(chǎn)品中的作用日益增加。在當今電子產(chǎn)品儀器中，有很多不同電壓和不同電流需

2、求的電源供電系統(tǒng)，線性電壓調(diào)整器是最普遍的一種，其中包括便攜式電子設(shè)備電源管理系統(tǒng)。電池供電產(chǎn)品以及手持式電子設(shè)備采用多種不同電源電壓調(diào)整器提供給不同功能子系統(tǒng)電路，以致到達不同子系統(tǒng)電路之間供電的獨立性，電壓調(diào)整器作用是減少電池電壓變化和提高電源利用效率，以延長電池的壽命以及設(shè)備本身使用壽命。低壓差(LDO)線性電壓調(diào)整器是電源管系統(tǒng)中一個成員，其通常用于提供給低電壓，低噪聲的模擬電路系統(tǒng)。低壓差LDO調(diào)整器在使用時需要在芯片外接一個

3、大電容器以達到輸出電壓穩(wěn)定需求，其外接電容值大概在幾微法拉。由于外接電容器存在由焊接觸點引起的寄生電感，電感由于負載電流瞬態(tài)變化容易感生電壓毛刺效應(yīng)，同時增加了印刷電路板的空間和集成電路的管腳數(shù)，以及外接大電容使電源管理系統(tǒng)與功能系統(tǒng)集成在單個芯片內(nèi)解決方案望而卻步。
　　 本文研究目的就是將工作時的外接電容移除而設(shè)計的一種低壓差線性電壓調(diào)整器，在分析傳統(tǒng)電壓調(diào)整器的基礎(chǔ)上，引入一個微分器的電路結(jié)構(gòu)。同時用一個合理內(nèi)接電容值大小

4、的電容器取代外接大電容使得輸出電壓有同樣的穩(wěn)定性，本文采用100pF的內(nèi)接電容。同時這樣還有另外一個優(yōu)點：可以將電源管理系統(tǒng)芯片與功能系統(tǒng)模塊集成在同一塊芯片內(nèi)，這樣可以消除焊接點的感生的電壓毛刺現(xiàn)象，同時也可以節(jié)省由于單個電源管理芯片與功能芯片電路板級之間的距離。該方案提出了一個新的補償機制，即采用檢測輸出端電流的變化并反饋到傳輸管控制端達到輸出端電壓的穩(wěn)定，替代傳統(tǒng)的零極點的消除法而得到的系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文用中芯國際0.35μm工藝