应用于电池系统的低功耗低压差线性稳压器研究与设计

发布时间：2020-06-07 10:19

【摘要】：从人类开始掌控电力开始,电力推动了第二次工业革命的前进,给社会和生活带来的巨大的变革,一系列用电设备随之产生、发展。时至而今,市面上所应用的电子产品琳琅满目。电子类产品特别是消费类电子的巨大市场需求,推动了电子半导体产业的稳步发展,进而促进了电源管理产品取得长足的发展。LDO是电源芯片两大类之一,具有结构简单、功耗低、噪声低、面积小、成本低等特点在电源管理类芯片中占据半壁江山。本文介绍了传统LDO结构的组成,工作原理,设计难点,当前研究热点。然后在此基础上研究并设计出一款大电流可调电压输出的高精度LDO芯片。包括完成LDO的主体结构的选型、环路稳定性的分析、低压运放设计。这一部分是本文的主要工作。本文的创新点在于:1、核心电路采用分级导通的通路,确保环路可以在不同的负载环境下仍然保持稳定;2、修调电路的提出与设计:鉴于基准在LDO电路中的重要性,对低压高精度的带隙基准还专门设计的修调电路,力求把工艺对基准输出的影响降低到最小,达到最优化的设计。3、其他辅助模块的设计:为了芯片的完整性和考虑到实际芯片应用环境的复杂性,加入了其他辅助模块的设计。电路采用SIMIC0.18um CMOS工艺进行设计,最终完成版图设计和后端仿真。后仿真结果结果显示,LDO的工作电压范围在1.425V(25)3.6V,输出在0.5V(25)3.3V可调。输出电流在2mA(25)4A范围内。压差电压小于200mV,静态功耗小于800uA,建立时间小于120uS,过冲电压小于60mV,线性调整率0.1%,负载调整率0.025%。在-55℃(25)125℃范围内,所有指标达到设计要求。相对于传统LDO,本文的低功耗LDO非常适用于电池供电系统,4A大电流输出和0.5V(25)3.3V可调电压输出可以满足丰富的系统需求,匹配于大多数低电压电池系统。
【图文】：

图 1.1 SOC 系统中电源芯片的一般应用方案的产品特点体积、便携式、电池供电、噪声敏感应用不断受到市场积小，，功耗小，抑制噪声能力强而被广泛应用。巨大的市

典型LDO组成
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM44

【参考文献】

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本文编号：2701266