携式产品的电源管理_图文

1、 便携式产品的电源管理 作者： 作者单位： 吴顺华 深圳市长运通集成电路设计有限公司工程部 相似文献(10条 1.学位论文 袁晓伟 便携式产品中白光LED驱动电路的设计 2008 当前，电源管理市场正在世界范围特别是中国国内快速成长。其中，随着便携式设备的大量普及，用于其背光LED驱动的产品正成为增长最快的电源管理类产品之一。 论文设计了一种可用于便携式设备背光LED驱动的电流控制模式DC/DC单片开关电源芯片。电路的电源输入在3V5V变化，采用BOOST。电路结构升压，在极限情况下最 多可驱动七个白光LED，由于LED串联，因此各LED电流完全匹配，亮度一致。输出电流0mA20mA可调。电路

2、与少量的外围器件搭配之后，即可对串联LED驱动供电。通过各 种不同的外围应用电路能实现短路保护、软起动及四种调光控制方式，应用非常灵活。通过精心设计和工艺支持，采用标准CMOS工艺和典型结构器件，只用了数十个晶体管 就完成了所有电路，在确保芯片体积小、成本低的同时，保证了电路足够高的效率，效率最高可达84。 在本论文中，作者首先介绍了电源管理产品、特别是白光LED的应用、发展与前景，并具体介绍了开关电源技术的结构，接下来阐述电流控制模式单片开关电源以及其 斜坡补偿的基本结构、工作原理及其优缺点。根据具体使用要求进行了电路的总体结构及应用电路设计，采用典型的电流模式PWM控制器的结构，将整体电路

3、划分为八个模 块。接下来在此基础上完成了各个子电路的电路结构的设计及相关重要参数的分析、计算。 采用国内华润上华厂商提供的相应的标准CMOS工艺制程模型，利用Hspice对各子模块进行了仿真验证，确保其在不同电源及温度下达到各指标设计要求。电路的最终流 片将采用标准CMOS工艺，共有纵向PNP、PMOS、NMOS、电阻和电容五种器件结构，在最后的第四章，对工艺和以上四种器件结构作了一定介绍和分析，并结合了版图设计分 析了部分设计要点。 2.期刊论文 编辑部 打造电源管理的新纪元"2004便携式产品电源管理研讨会"揭示先进电源管理技术及趋势 -电子测试 2004,"

4、"(7 5月31日于北京国际会议中心举办的"2004便携式产品电源管理研讨会"为与会者带来耳目一新的电源技术体验,通过各场次的精彩演讲,与会者得以明晰电源管理的新技 术及其未来的发展趋势.以下将分别整理各场次的演讲精华,供关注电源管理技术发展动态的读者参考. 3.学位论文 陈慧宁 带片上电流感应技术的电流模式升压DC-DC变换器的研究与设计 2006 在当今的消费品市场上，由电池驱动的便携式产品获得了广泛应用。随着便携式产品新功能的日益增多，对DC-DC变换器等电源管理芯片提出了更高的要求。为了适应 市场需求，本文分析设计了一种带片上电流感应技术的电流模式升压DC

5、-DC变换器。它采用UMC0.6mBCD工艺制程，利用内置的低导通电阻功率MOSFET和内置的无损耗电流 感应电路实现了快速精确的电流模式控制，同时也降低了功耗，提高了转换效率，典型的效率可达90。该变换器在2.6V5.5V的输入电压范围内可实现高达12V的升压功 能；高的开关频率(640kHz或1.2MHz实现了简易的滤波和更快的环路性能；具有斜坡补偿功能，保证了反馈环路工作的稳定；具有可编程的软启动功能，可以避免启动时的 电感电流过冲；具有跳周期工作的特性，提高了轻负载时的转换效率；具有关断功能，关断状态下的输入电流低于0.1A；工作温度范围为-25+85。该DC-DC变换器 可以用于LC

6、D显示器、个人计算机存储卡以及手机、MP3等便携式产品。 在论文中，作者首先阐述了电流模式DC-DC变换器的基本原理和关键技术，指明了整体电路设计的理论依据。接着从设计要求的角度出发提出了整体电路的架构设计 ，阐述了整体工作原理，并根据整体电路的功能要求完成了子电路的设计与仿真。在子电路的设计上，作者主要介绍了带隙基准电压源、振荡器、斜坡补偿、电流感应、控 制和驱动逻辑。最后，作者对整体电路的功能和典型性能参数进行了仿真验证。在论文的结论部分，作者指出该电路在理论研究上的可参考性，同时也表明了该电路欲投入 生产则还需要做容差分析和后仿真等后续工作。 本文是电路设计理论和仿真实践相结合的结果。作

7、者在电路原理分析的基础之上，运用HSPICE仿真软件对子电路模块和整体电路进行了功能和性能参数的仿真验证，仿 真结果均达到或优于预定指标，证实了理论分析的正确性。 4.期刊论文 Broadcom(博通公司首推电源管理解决方案面向蜂窝手机和其他便携式产品 -电子与电脑2006,""(12 Broadcom(博通公司宣布首次推出电源管理单元(PMU解决方案,此举标志着已经进入便携式产品电源管理市场.此次推出的博通BCM59001 PMU用来满足移动手机和其他 便携式产品复杂的电源系统需求.这款新的单片系统(SoCPMU以智能方式对移动产品的功率消耗进行管理,达到优化系统工作并最

8、大限度地延长电池寿命的目的. 5.学位论文 谢凌寒 一种基于电荷泵的LED驱动电路设计 2008 随着电子便携式产品的飞速发展,电源管理芯片的需求量也急剧增加。电荷泵利用电容实现电荷和能量的转移,从而具备无电感/元件、无电磁干扰、成本低、高效率等 优点,因此这类电源管理芯片在手持电子设备中倍受青睐。 本文设计了一种具有1X/1.5X/2X增益模式的电荷泵DC-DC转换电路。在CSMC 0.5m工艺条件下,经过Cadence软件仿真表明当输入电源电压在2.7V5.5V的范围内,输出 电压都恒定在4.5V左右,能为LCD屏幕背光提供75mA和1.50mA两种照明电流,同时为摄像机提供400mA闪光

9、电流。深入研究了传统跳周期和线性调节模式,分析了它们的原理和 优缺点。为克服它们的缺陷,设计了双相位PWM调节方式,有效的降低了输出电压的纹波,同时减少了芯片的版图面积。在背光照明模式,输出电压纹波低于45mV。在输出恒流 75mA时,电荷泵最大效率为88.9；在输出恒流150mA时,电荷泵最大效率达到92.8。此电路的关断电流为3A。在子电路设计中,深入研究设计的内容有：带隙基准电压电 路；振荡器和过温保护电路；计数器和数字逻辑控制电路等。 由于本电路效率高、无电磁干扰、成本低和面积小,能驱动多路LED,为LCD屏幕提供背光,同时能为摄像机提供闪光,因此在电子便携式产品中,尤其像手机这类要求

10、无 EMI的通讯电子产品,此电路可以广泛应用。 6.期刊论文 杨通军 便携式产品的电源管理 -中国集成电路2007,16(10 1、引言 近几年来,电源管理一直是半导体领域热点市场之一,其增速也高于半导体整体市场发展速度.而基于消费类电子产品的手机、多媒体播放器(PMP、MP3播放器、数字相机、 便携式视频游戏机、个人导航系统(PNA等等,这些深受消费者喜爱的便携式产品的一个基本问题是:它们的功能越来越丰富,外形尺寸也日益精巧,但电池能量密度的提高速 度远远跟不上复杂度不断提高的便携式设备的功耗要求,而人们却希望能在充电时间间隔较长的情况下,利用这些轻薄短小的便携式消费电子享受移动娱乐和移动通

11、讯. 7.学位论文 赵芳兰 基于BICMOS工艺的高性能基准电压源研究 2006 所有电气或电子设备都需要电源来维持正常工作，对供电电压都有一定的要求。因此根据不同的要求，人们先后研制出各种各样的稳压电源，从比较早的串联型稳压电 源到如今广泛应用的开关电源。便携式产品一直都是电源管理芯片主要的应用领域之一，近几年，该类产品发展迅速，便携式电子产品的升级，必然使得其对电源管理芯片 提出更高的要求。随着半导体技术的不断发展，高效、低功耗、低电压、高精度、低噪声、高集成的电源管理芯片成为未来的发展趋势。 本论文对当今最流行的电源管理芯片中的最重要的模块单元基准电压源进行了深入的研究，设计出了适合于电

12、源管理芯片中的带隙基准电压源，该研究成果得到了国家 自然科学基金和四川省学术带头人基金的资助。 温度无关性和电压稳定性是基准电压源的重要指标，直接影响电源管理芯片输出电压的稳定性及各项性能指标。本文在分析了带隙基准电压源的基本原理后，介绍了目 前带隙基准的研究进展，总结了目前几种电路结构的优缺点。在比较了各种常用的带隙基准电压源结构的基础上，针对电源芯片的性能要求提出基准电路的主要设计指标 ，并据此设计出了高性能的带隙基准电路。 本文主要贡献在于论文设计了一个运用0.6umBICMOS工艺实现的带隙基准电压源，由于避免了使用运算放大器，消除了运放失调电压产生的温漂，使基准具有低温度系 数，而且

13、通过加入共栅极管提高电源抑制比，在加入补偿电容实现宽频带内高电源抑制比和低噪声的同时，设计了精确控制的补偿电容充电电路保证了基准电路在较短的时 间内启动。 8.期刊论文 Steve Knoth 高端便携式产品需要高性能电源管理器集成电路 -世界电子元器件2007,""(8 由电池供电的产品(如个人媒体播放器、智能电话、便携式游戏机和GPS导航设备都是靠USB端口工作的,这些产品不断集成新功能,将自己演变成更加方便和有用的产品 ,这促进了高端消费电子产品市场的发展.功能增加需要容量更高的电池(如锂离子/聚合物电池以驱动这些功能. 9.学位论文 景卫兵 高效自适应电荷泵研究 2006 基于电池的便携式产品地广泛应用，对电源管理芯片提出了更为苛刻的高效率要求。彩屏手机的大量普及，用于驱动彩屏背光的白光LED驱动器成为众多芯片厂商的开 发重点。 本论文详细阐述了自适应电荷泵电源管理芯片的工作原理以及如何提高其效率的方法，设计了一款用于白光LED驱动的高效率自适应电荷泵，并最终成功流片