一種PFM控制的低功耗AC-DC電源管理芯片設計.pdf

1、小型化、多功能和綠色節(jié)能是電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。因而要求AC-DC轉換器具有高效率、低功耗、小的芯片面積和低成本等特性。因此，如何提高轉換效率，降低芯片功耗，延長芯片壽命。減少成本，便成為設計者需要考慮的主要問題。 本次碩士論文采用了脈沖頻率調制（PFM）控制方式，實現(xiàn)了高效率、低功耗開關電源轉換器的設計。當負載電流較大時，電路工作在PFM模式，根據(jù)負載電流的變化，調整開關頻率，從而穩(wěn)定輸出電壓。當負載電流較小，反饋電壓過高，開關

2、頻率較?。s<16kHz）時，芯片采用跳周期工作模式，處于待機狀態(tài)，減少功耗。本次設計的芯片采用ASMC公司的1．2μmBiCMOS工藝模型設計和流片。仿真結果表明該電路可實現(xiàn)PFM和跳周期模式的平穩(wěn)過渡，具有較好的負載和線性調節(jié)能力。啟動電流小于10μA，靜態(tài)電流小于600μA，待機功耗小于250mW，輸出電壓為5．4V，輸出電壓紋波小于100mV，負載調整率小于2％，系統(tǒng)轉換效率高于64％。 論文首先介紹了PFM模式控制AC

3、-DC轉換器的基本原理，然后詳細闡述了芯片的整體結構，接著重點闡述了部分子模塊電路的設計過程。在各個子電路中，重點闡述了基準源模塊、啟動電路模塊、限流比較器模塊、恒壓電路模塊、恒流電路模塊和保護電路模塊。每一個子電路分別介紹了其基本工作原理和仿真結果。 在整體結構的原理分析和子電路設計基礎上，運用cadance仿真軟件對整體電路的關鍵指標進行了仿真并給出了詳細的仿真結果。論文最后討論了所設計芯片的版圖布局、設計思想以及芯片總的測