電源管理單元中低功耗LDO和高頻Buck變換器的研究與設計.pdf

1、隨著半導體行業(yè)與無線通信的發(fā)展，以平板電腦、智能手機等為代表的各種便攜式產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展。單一功能的電源管理芯片不僅滿足不了便攜式設備多樣化的功能要求，而且還易浪費容量有限的電池電量。為了滿足便攜式電子產(chǎn)品多樣化的供電要求，電源管理單元PMU隨之產(chǎn)生。相比傳統(tǒng)的單芯片電源系統(tǒng)而言，PMU不僅能保持較高的轉(zhuǎn)換效率，還顯示出很多其它的優(yōu)越性:提供不同電源電壓的多樣化電源管理功能、設計簡單、低功耗和集成度高等。電源管理單元中集成的電路主要有

2、LDO、DC-DC變換器、電荷泵Charge Pump、時鐘電路、基準電壓源Voltage Reference等。本文的工作重點就是分別設計一款低功耗的LDO和高頻的Buck變換器。
　　本文分析和設計了一款低靜態(tài)電流的無片外電容的低壓差線性穩(wěn)壓器。首先介紹穩(wěn)壓器LDO的基本電路結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能參數(shù)、傳統(tǒng)和無片外電容LDO的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應分析;其次，對LDO的子功能模塊，如誤差放大器、擺率增強電路、基準源等進行分析和設計

3、;最后，基于SMIC0.18μm標準CMOS工藝對各個子功能模塊和整體的電路進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，其輸入電壓為2V～2.8V，輸出電壓穩(wěn)定在1.8V，壓降僅為100mV，最大的輸出電流為100mA，LDO主體電路的靜態(tài)電流僅為1.2μA。
　　本文設計了一款高頻電壓控制的PWM/PSM雙模式Buck型變換器，并集成了軟啟動、欠壓、過溫、過流等保護功能。其輸入電壓為1.6V～3V，輸出電壓穩(wěn)定在1.2V，最大的輸出電流500