一種具有高PSRR及快速瞬態(tài)響應(yīng)的供電電路設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、開關(guān)電源以其體積小、質(zhì)量輕、效率高、功耗低等顯著優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的電子設(shè)備中，并不斷地朝著小型化、高頻化、數(shù)字化的方向發(fā)展。隨著科技地不斷發(fā)展，電子設(shè)備的功能越來越復(fù)雜，這對(duì)開關(guān)電源的性能要求也將越來越高。作為開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)控制芯片中為功能模塊提供工作電壓的電路模塊，供電模塊的性能指標(biāo)對(duì)芯片的整體性能具有決定性影響。
　　本文首先對(duì)開關(guān)電源的背景及分類作了簡(jiǎn)要介紹，然后對(duì)其供電電路的背景、意義及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。然后介紹了現(xiàn)有

2、文獻(xiàn)提出的三類開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)控制芯片供電電路，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)控制芯片供電電路的發(fā)展趨勢(shì)，即:輸入電壓范圍寬、電源噪聲抑制能力強(qiáng)、面積小、瞬態(tài)響應(yīng)速度快。其次，本文對(duì)開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)控制芯片供電電路的結(jié)構(gòu)、帶隙基準(zhǔn)源的結(jié)構(gòu)與原理、低壓差線性穩(wěn)壓器(Low DropoutRegulator，LDO)的結(jié)構(gòu)與原理進(jìn)行了詳細(xì)分析與推導(dǎo)。
　　針對(duì)開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)控制芯片供電電路的發(fā)展趨勢(shì)，本文設(shè)計(jì)了一種具有寬輸入電壓范圍、高電源噪聲抑

3、制比(Power Supply Rejection Rate，PSRR)、快速瞬態(tài)響應(yīng)的供電電路。包括寬輸入電壓范圍的預(yù)穩(wěn)壓電路、具有高電源噪聲抑制比的帶隙基準(zhǔn)源、無需大電容且具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的LDO。
　　本文設(shè)計(jì)的具有負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的預(yù)穩(wěn)壓電路不僅拓寬了芯片的輸入電壓范圍而且使其能夠承受更大的輸入電壓波動(dòng)，帶預(yù)調(diào)節(jié)電路的帶隙基準(zhǔn)源電路不僅可以為芯片的工作提供一個(gè)穩(wěn)定的、不受溫度影響的基準(zhǔn)電壓，而且具有比傳統(tǒng)基準(zhǔn)更強(qiáng)的電源噪聲抑制性

4、能。對(duì)于LDO電路的設(shè)計(jì)，本文采用了帶有調(diào)零電阻的密勒補(bǔ)償技術(shù)和瞬態(tài)增強(qiáng)技術(shù)，提高了其穩(wěn)定性與瞬態(tài)響應(yīng)速度，使其在無大電容的情況下能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，并且具有良好的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。
　　最后，基于0.18μmBCD工藝，利用Hspice軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的供電電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明:典型工藝角下，本供電電路輸入電壓范圍為6～18V，輸出電壓為5V，最大輸出電流為10mA，其線性調(diào)整率與負(fù)載調(diào)整率均小于0.01％