【摘 要】
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随着集成电路技术的高速发展,电源管理芯片在电子系统中所处的地位越来越重要。因为对于任何带负载的电子产品,不管是移动电话、平板电脑、可穿戴设备或者是汽车电子,没有稳
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随着集成电路技术的高速发展,电源管理芯片在电子系统中所处的地位越来越重要。因为对于任何带负载的电子产品,不管是移动电话、平板电脑、可穿戴设备或者是汽车电子,没有稳定的供电,都不能正常地工作。作为电源管理芯片的一个分支,DC-DC(直流电压转直流电压)变换器以其高效率、低成本和适用范围广等优势已经成为电源芯片市场里最重要的角色。在此背景下,本文研究设计了一种小功率隔离式DC-DC电源控制器。该隔离式DC-DC电源模组采用了推挽隔离拓扑,加二极管全波整流的方式,输出功率1W,主要应用于电源转换、数字接口电源、地信号隔离电源和电源噪声抑制等小功率场合。推挽变换器中两个开关管交替导通,使变压器铁芯交替磁化,提高了磁芯的利用率,但是容易发生偏磁导致器件损坏。本文设计的控制器芯片针对偏磁问题,采用欠压模块检测内部电压源和基准检测模块检测基准,当内部电压源达到阈值和基准稳定后使能振荡器,保证振荡器开始震荡时频率稳定;对于功率管驱动模块,加入用来调节功率管开关死区时间的延时电容并在版图中做了可FIB(Focused Ion Beam,聚焦离子束)处理,保证两个功率管导通时间一致。在电流偏置模块中加入trimming电路保证振荡器频率在所有corner和温度下震荡频率都在指标范围内;本文同时设计了过温保护模块,过温保护温度为150℃,退出保护温度为130℃。本文设计的小功率隔离式DC-DC电源控制器芯片采用0.35μm BCD工艺,经过版图设计和流片验证,测试结果满足了控制器芯片的指标参数。同时对隔离式DC-DC电源模组进行了测试工作,当负载电流以斜率255m A/μs在空载(0A)与满载(200mA)切换时,过冲电压为54mV,下掉电压为80mV。
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