双模同步高效Buck型DC/DC开关电源芯片设计

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CYT3406是一款固定频率单片同步高效降压型DC-DC开关电源芯片。其输入电压为2.5v~5.5v,输出电压为固定的1.8v。该款芯片内置1.5MHz的恒定开关频率,功率管采用同步整流设计,使整个系统可采用标准CMOS工艺实现,降低了芯片制造的成本。另外极低的系统静态电流和满负载范围内系统的稳定运行,都在很大程度上提高了系统的效率。2.5v~5.5v的输入电压范围以及最大600mA的负载电流使该款芯片特别适用于单片锂离子电池供电的便携设备,如手机、数码相机、MP3等。 CYT3406中同时采用PWM与PFM双模调制,保证系统在较宽的负载范围内有较高的转换效率。为进一步提高系统效率,CYT3406中内置了三种基本的工作模式:正常工作模式、猝发模式和休眠模式。通过部分或全部关闭系统中的控制模块来实现系统效率的最大化。CYT3406中特别设计了相应的测试模式。在该模式下,系统内部模块将根据需要工作,以实现内部关键参量的测试。同时在芯片内部还设计了相应的修正电路,用于对上述测试偏离较大的芯片进行修正。为了保证在出现可能异常情况时不致导致系统崩溃,CYT3406设计了各种保护措施,包括过温、过压、过流保护、反向电流保护、输出短路保护等,保证系统的可靠正常运行。 本设计在确定基本拓扑的基础上,针对调制模式、工作方式、环路稳定性、低功耗设计考虑、系统可靠性、可测性设计及修正设计等方面进行系统级优化设计,然后开展各功能模块的电路级设计与仿真。最后采用CSMC0.5umMixed-Signal工艺完成版图设计并提交流片。对流片后的芯片进行了初步测试,测试结果显示芯片在典型电压下可以正常工作。本设计是开关电源理论与实践相结合的一次很有意义的尝试,为今后设计性能更优的开关电源芯片打下了坚实的基础。
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