带有电荷泵的电源管理模块的设计

论文摘要

本论文设计的是一种电源管理模块，它主要应用于5V的低压供电电源。其主体架构由2倍的电荷泵(Charge Pump)电路与低压降线性稳压器LDO(Low Dropout Voltage Regulator)组成。当电池的供电能力不足的时候，即低于所需的额定电压输出值时，电荷泵将电源的输入电压提升，其最大值为原电压的2倍。这个输出电压经过分压电阻的分压后，反馈到误差放大器(AMP)的负极输入端。将此电压与基准电压源(REF)进行比较，得到了被放大的误差电压。这个误差电压被用作是控制电荷泵导通电阻，进而得到了一个稳定的输出电压。此设计的电路已功过了仿真分析，各项仿真结果均已达到了预期设计目标。这种设计有以下几个优点：①电磁兼容性(EMC)好。②纹波小。③低压降稳压输出，低负载调整率。④延长了电池使用寿命。电荷泵与LDO综合的设计方案，可实现两种工作状态：①当电池电压大于额定输出电压时，可使用LDO单独的工作模式。这样做的好处是利用LDO的低压降特性大大加强了电源电压的转换效率。②当电池电压小于额定输出电压时，通过电荷泵和LDO的综合工作模式，达到电压的升压稳压输出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 仿真工具的介绍
• 2 电路各模块的电路图与特性仿真
• 2.1 倍乘电荷泵电路的基本原理
• 2.2 低压降稳压（LDO）模块
• 2.2.1 LDO工作原理
• 2.2.2 LDO电路图和仿真结果
• 2.3 带隙基准电压（REF）模块设计与仿真
• 2.3.1 带隙基准电压源
• 2.3.2 带隙基准的原理
• 2.3.3 电路图及工作原理
• 2.3.4 仿真结果
• 2.4 与绝对温度成正比（PTAT）模块的设计和仿真
• 2.4.1 PTAT模块的电路设计
• 2.4.2 实际仿真线路图和仿真结果
• 2.5 过温保护（OTP）模块的设计和仿真
• 2.5.1 OTP的电路设计
• 2.5.2 OTP电路仿真验证
• 2.6 低压保护（UVLO）模块的设计与仿真
• 2.6.1 UVLO模块的电路设计
• 2.6.2 UVLO各项性能的仿真验证
• 2.7 振荡器（OSC）模块的设计和仿真
• 2.7.1 振荡器的原理
• 2.7.2 电路功能描述
• 2.7.3 OSC模块仿真结果
• 2.8 过压保护（OVP）模块的设计与仿真
• 2.8.1 电路原理分析
• 2.8.2 电路功能描述
• 2.8.3 电路仿真结果
• 2.9 误差放大器（AMP）模块的设计与仿真
• 2.9.1 误差放大器原理
• 2.9.2 AMP的仿真结果
• 3 整体电路的设计和仿真
• 3.1 整体电路的设计
• 3.2 整体电路的仿真结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢