用于手机usbotg的供电开关电源芯片设计.doc
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微电子学与固体电子学专业优秀论文微电子学与固体电子学专业优秀论文 用于用于 USBUSB OTGOTG 的供电开的供电开关电源芯片设计关电源芯片设计关键词：开关电源芯片关键词：开关电源芯片 环路稳定性环路稳定性 USBUSB OTGOTG 供电供电 电源电源摘要：高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计 用于电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个 满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计 实现了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供电要求 在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控 制环调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和 子电路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜 坡补偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能 良好的电流和电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振 荡器。
在完成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达 到或优于预定指标，验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图 验证及后仿真，理论分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整 特性和负载调整特性较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比， 该电路使用峰值电流控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提 高，驱动负载范围大，完全满足 USB2.0 标准正文内容正文内容高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用 于电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满 足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实 现了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的 供电要求 在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制 环调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子 电路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡 补偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等。
该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能 良好的电流和电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振 荡器 在完成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达 到或优于预定指标，验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图 验证及后仿真，理论分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整 特性和负载调整特性较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比， 该电路使用峰值电流控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提 高，驱动负载范围大，完全满足 USB2.0 标准 高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供 电要求。
在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制环 调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电 路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡补 偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工 艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA 芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能良好的电流和 电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振荡器 在完 成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对 各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达到或优于预定指标， 验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图验证及后仿真，理论 分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整特性和负载调整特性 较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比，该电路使用峰值电流 控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提高，驱动负载范围大， 完全满足 USB2.0 标准。
高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供 电要求 在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制环 调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡补 偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工 艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA 芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能良好的电流和 电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振荡器 在完 成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对 各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达到或优于预定指标， 验证了设计理论。
完成电路仿真后进行了版图设计，版图验证及后仿真，理论 分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整特性和负载调整特性 较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比，该电路使用峰值电流 控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提高，驱动负载范围大， 完全满足 USB2.0 标准 高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供 电要求 在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制环 调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电 路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡补 偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工 艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA 芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能良好的电流和 电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振荡器。
在完 成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对 各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达到或优于预定指标， 验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图验证及后仿真，理论 分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整特性和负载调整特性 较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比，该电路使用峰值电流 控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提高，驱动负载范围大， 完全满足 USB2.0 标准 高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供 电要求 在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制环 调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电 路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡补 偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等。
该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工 艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA 芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能良好的电流和 电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振荡器 在完 成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对 各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达到或优于预定指标， 验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图验证及后仿真，理论分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整特性和负载调整特性 较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比，该电路使用峰值电流 控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提高，驱动负载范围大， 完全满足 USB2.0 标准 高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片，其输出电压和驱动能力满足 USB 2.0 的供 电要求。
在此开关电源电路设计中，结合 PWM 控制模式以及峰值电流控制环 调节等理论给出设计依据，并根据功能需求进行了电路的总体结构设计和子电 路设计重点分析了典型电路模块：电流偏置电路、电压基准源电路、斜坡补 偿电路、振荡器和跨导运算放大器(OTA)等该芯片采用标准的 0.6μm CMOS 工 艺，输入电压范围为 2.9V～4.2V，输出电压为 5V，驱动范围为 10mA～500mA 芯片运用新型电压转电流电路实现了斜坡补偿；设计了温度性能良好的电流和 电压基准源电路，工作温度范围为-25℃至 85℃；及可调频率振荡器 在完 成电路原理分析与电路结构设计的基础之上，应用 EDA 软件 CadenceSpectre 对 各个子电路模块和整体电路进行了功能仿真，仿真结果均达到或优于预定指标， 验证了设计理论完成电路仿真后进行了版图设计，版图验证及后仿真，理论 分析和仿真结果数据表明在典型情况下该电路的线性调整特性和负载调整特性 较好，且瞬态响应速度快与传统的升压开关电源相比，该电路使用峰值电流 控制模式和斜坡补偿技术，在精度和稳定性上有很大的提高，驱动负载范围大， 完全满足 USB2.0 标准。
高精度升压开关电源使用在便携式产品里提供稳定的输出电压，本设计用于手 机电源管理芯片中为 USB OTG 供电此款的 USB OTG 功能需要一个满足 USB 2.0 标准的供电电压，该电压由一个升压开关电源来提供本文设计实现 了一款高精度的升压开关电源芯片。
