基于USB TYPE-C协议的大功率智能电源技术研究

发布时间：2024-11-03 13:35

　　随着信息和数字化时代的不断发展,数据交互和功率传输的应用需求进一步扩大,无论是在台式电脑、电视、工作站等固定设备上,还是在手机、平板电脑等便携式设备上,USB接口无疑是最直接的数据和功率传输的纽带。与此同时,现代设备不仅对数据传输率的提升具有明确需求,同时对USB接口的电力传输能力也提出进一步要求。100 W功率传输能力成为USB3.1接口规范下所希望达到的目标,并且只有USB TYPE-C接口可以支持这一功率的传输。传统的USB 3.0及以下规格的接口协议规范下无法实现这一要求,需要推动可支持大功率和高速传输的USB 3.1协议规范的普及应用。然而,国内对USB 3.1协议规范还在研究消化阶段,受关键技术限制的高端电源芯片仍然受到国外的出口限制。攻克新一代USB 3.1配套相关信号传输与数字处理芯片和新型智能电源管理芯片的关键技术将促进国内集成电路设计产业的发展,因此具有重要的科学意义和经济、社会价值。本文对当前已经报道的最新研究进展和应用情况进行了分析,结合电源管理芯片的设计难点、关键性能以及成本影响等因素针对基于USB TYPE-C接口和协议规范的大功率智能电源技术进行了深入研究和...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 支持USB接口的大功率智能电源研究现状与趋势
    1.3 本文主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 支持USBTYPE-C接口的电源管理技术性能分析
    2.1 基于USB接口的功率与数据传输规范与技术规格
    2.2 支持USBTYPE-C的快充电源管理技术及应用分析
        2.2.1 锂电池快充原理
        2.2.2 锂电池充电过程
        2.2.3 当前快充技术的研究与分析
        2.2.4 锂电池快充方案典型应用
        2.2.5 支持USB功率传输协议的电源管理芯片应用研究
    2.3 本章小结
第三章 支持TYPE-C的大功率传输电路架构与关键模块研究
    3.1 大功率同步DC-DC转换拓扑的关键技术研究
    3.2 功率传输通路及环路稳定性研究
        3.2.1 补偿网络设计
        3.2.2 电路环路大信号稳定性研究
    3.3 低功耗宽域电源电压调整电路研究
        3.3.1 高压电源调整电路的基本原理
        3.3.2 高压电源调整电路关键单元设计
    3.4 支持高精度系统保护与环路控制的基准源设计
    3.5 本章小结
第四章 基于TYPE-C接口的电源管理与功率智能控制技术研究
    4.1 基于TYPE-C的接口管理技术研究
        4.1.1 支持USBTYPE-C接口的负载变化分析
        4.1.2 支持USBTYPE-C的接口识别技术与电路实现
    4.2 支持USBTYPE-C的智能充电管理技术
    4.3 支持低电压启动的功率通路防倒灌电路设计
    4.4 不同负载条件下的功率控制方法研究
    4.5 功率MOSFET驱动技术研究
    4.6 本章小结
第五章 支持TYPE-C接口的充电管理芯片系统研究
    5.1 大功率智能管理芯片整体电路设计与分析
        5.1.1 器件选择与关键性能参数
        5.1.2 仿真结果与讨论
    5.2 大功率智能电源管理芯片版图设计与测试关键分析
        5.2.1 版图设计关键问题分析
        5.2.2 系统级PCB设计关键问题分析
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：4011355