一种1A双极型低压降线性稳压器XD1622的设计与研究

论文摘要

便携式电子产品的普及和飞速发展使得高性能低成本的电源管理解决方案备受关注,新一代低压降（LDO）线性稳压器以其超低噪声、高PSRR、微功耗和极低的成本成为极具竞争力的电源方案之一,将在电源管理市场上占有重要的一席。本文设计了一款双极型低压降（LDO）线性稳压器XD1622,采用EPISIL 5μm BJT工艺,有较宽的输入电压范围（13V-29V）,输出电压为12V,在典型负载电流（1A）情况下,压降仅为280mV,静态电流为4.6mA。提出了一种低功耗、高可靠性的限流电路,通过增加折返功能有效地降低了电路的功耗,与常规的恒定电流限制相比,该折返式电流限制不仅能使系统在限流状态下的功耗减小25%,且提高了系统的可靠性。另外,设计了过温保护电路和调整管安全工作区域保护电路,保证电路安全工作。文中首先论述了低压降线性稳压器XD1622的基本原理,以此为基础对系统设计进行整体考虑,构建了系统整体架构,并制定了芯片的设计指标。根据设计指标,论文详细设计了芯片内部电路模块,包括:带隙基准电压源、误差放大器、过温保护、过流保护和使能电路等,通过综合比较晶体管的性能,确定调整管的类型。然后对电路的所有子模块电路进行了详细分析,借助设计软件Hspice对子模块电路进行了完整的设计和模拟仿真,给出了合理的电路数据,各子模块电路的电特性均达到或优于设计指标。最后,对整体电路进行了联合仿真,模拟结果表明该电路完成了设计功能,达到了预先制定的设计指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 LDO 线性稳压电源的发展趋势及分类
• 1.3 LDO 线性稳压器综述
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 LDO 线性稳压器的基本理论及关键技术研究
• 2.1 LDO 线性稳压器稳压原理及分析
• 2.2 LDO 技术分析与设计
• 2.3 LDO 线性稳压器关键特性分析与计算
• 2.4 LDO 线性稳压器稳定性分析及设计要点
• 2.5 LDO 线性稳压器噪声简要分析
• 2.6 芯片工艺选择
• 2.7 输出电压固定及可调版本的研究
• 第三章 LDO 芯片XD1622 系统概述
• 3.1 芯片XD1622 的设计要求
• 3.2 芯片XD1622 的系统要求
• 第四章 XD1622 的电路实现及仿真验证
• 4.1 低压降、低静态电流调整模块设计
• 4.2 高精度电压基准模块设计
• 4.3 误差放大器模块设计
• 4.4 折返式限流保护模块设计
• 4.5 使能模块设计
• 4.6 过温、调整管SOA 保护模块设计
• 4.7 采样电阻设计
• 第五章 XD1622 整体电路仿真验证
• 5.1 关键技术实现结果和整体性能仿真验证
• 5.2 电特性仿真验证
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果