自动模式切换1X/2X电荷泵电源驱动芯片的设计--《吉林大学》2008年硕士论文
自动模式切换1X/2X电荷泵电源驱动芯片的设计
【摘要】：
随着便携式电子产品的迅猛发展,电源管理芯片的设计面临越来越高的要求。对效率高、体积小、静态电流低和成本低等性能的要求也越来越严格。传统的电源管理芯片利用电感的储能实现升降压,如BOOST,BUCK结构。随着电荷泵结构的优化,其在低能耗和大输出电流的应用中得到越来越多地青睐。电荷泵电路用电容元件代替电感储能有效降低了电磁干扰对系统的影响。
本文采用0.6um的BiCMOS工艺设计了一款利用线性电荷泵实现一倍或两倍升压的白光LED驱动芯片。该电路输出三种可选择的恒定电流,最大负载电流为1.2A。芯片设有使能模块,通过两个使能端的不同组合,可进行三种负载电流的选择。同时通过片外电流灵敏度电阻的变化可得到满量程的负载电流值。在关断情况下静态电流小于20nA。芯片工作在1MHz频率下,采用线性的控制方式,输出电压纹波最大值小于95mV。该电荷泵由于设置了升压模式自动转换模块,有效的提高了芯片效率,且对功率管的衬底电位进行了处理。该芯片最高工作效率可达95%。
在对电荷泵整体电路分析和子电路的设计中,应用SPICE对其关键指标进行仿真验证,并给出了详细的仿真结果。各项性能都达到了指标要求,验证了理论分析的正确性。
【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TN433【目录】：
内容提要4-7
第一章 引言7-9
1.1 课题背景及研究意义7
1.2 本课题的研究内容7-8
1.3 本论文的工作和结构8-9
第二章 1X/2X 线性电荷泵的工作原理9-26
2.1 1X/2X 线性电荷泵的基本原理9-13
2.1.1 两倍升压模式时的输出电压10-11
2.1.2 两倍升压模式时输出电压纹波11-12
2.1.3 两倍升压电荷泵结构中功率管的选择12-13
2.2 整体芯片性能分析13-26
2.2.1 系统工作过程分析13-16
2.2.2 一倍升压模式下的系统分析16-22
2.2.3 两倍升压模式下的系统分析22-24
2.2.4 电荷泵中四个功率管的导通情况24-26
第三章 子电路分析与仿真26-50
3.1 软启动模块26-33
3.1.1 软启动部分的功能26-31
3.1.2 提供后序电路时序的数字电路31-33
3.2 运算放大器模块33-39
3.2.1 电路原理图分析33-34
3.2.2 电路参数仿真34-39
3.3 PTAT 电流源部分39-44
3.4 1X/2X 模式选择模块44-48
3.5 EN_LOGIC 模块48-50
第四章 整体电路分析与仿真50-68
4.1 芯片输出电压电流与时间的关系50-53
4.1.1 一倍升压模式下的波形50-52
4.1.2 两倍升压模式下的波形52-53
4.2 芯片输出电压与电源电压的关系53-57
4.3 电源电压与负载电流的波形57-58
4.4 芯片典型的波形58-59
4.5 芯片负载电流与电流灵敏度电阻RCS 的关系59-60
4.6 芯片效率与电源电压的关系60-64
4.7 芯片的软启动及关断响应64-65
4.8 Dimming response65
4.9 系统的关断电流65-67
4.10 芯片性能总结67-68
第五章 结论68-69
参考文献69-72
Abstract74-76
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
陈国斌;;[J];民营科技;2007年09期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库
李育红;李洁;;[A];第十三次全国心血管病学术会议论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库
卞丽舫;[D];吉林大学;2008年
阮洪梅;[D];昆明医学院;2011年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号常用AD/DA芯片简介 - 电子元器件论坛 -
中国电子技术论坛 -
最好最受欢迎电子论坛!
后使用快捷导航没有帐号？
Hot [直播]
常用AD/DA芯片简介
资深工程师
09:25:26　　
11285&查看
& && & 目前生产AD/DA的主要厂家有ADI、TI、BB、PHILIP、MOTOROLA等，武汉力源公司拥有多年从事电子产品的经验和雄厚的技术力量支持，已取得排名世界前列的模拟IC生产厂家ADI、TI公司代理权，经营全系列适用各种领域/场合的AD/DA器件。
1. AD公司AD/DA器件
& && & AD公司生产的各种模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)(统称数据转换器)一直保持市场领导地位，包括高速、高精度数据转换器和目前流行的微转换器系统（MicroConvertersTM )。
& && & 1）带信号调理、1mW功耗、双通道16位AD转换器：AD7705
& && & AD7705是AD公司出品的适用于低频测量仪器的AD转换器。它能将从传感器接收到的很弱的输入信号直接转换成串行数字信号输出，而无需外部仪表放大器。采用Σ-Δ的ADC，实现16位无误码的良好性能，片内可编程放大器可设置输入信号增益。通过片内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率，可设置数字滤波器的第一个凹口。在+3V电源和1MHz主时钟时， AD7705功耗仅是1mW。AD7705是基于微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）系统的理想电路，能够进一步节省成本、缩小体积、减小系统的复杂性。应用于微处理器（MCU）、数字信号处理（DSP）系统，手持式仪器，分布式数据采集系统。
& && & 2）3V/5V CMOS信号调节AD转换器：AD7714
& && & AD7714是一个完整的用于低频测量应用场合的模拟前端，用于直接从传感器接收小信号并输出串行数字量。它使用Σ-Δ转换技术实现高达24位精度的代码而不会丢失。输入信号加至位于模拟调制器前端的专用可编程增益放大器。调制器的输出经片内数字滤波器进行处理。数字滤波器的第一次陷波通过片内控制寄存器来编程，此寄存器可以调节滤波的截止时间和建立时间。AD7714有3个差分模拟输入（也可以是5个伪差分模拟输入）和一个差分基准输入。单电源工作（+3V或+5V）。因此，AD7714能够为含有多达5个通道的系统进行所有的信号调节和转换。AD7714很适合于灵敏的基于微控制器或DSP的系统，它的串行接口可进行3线操作，通过串行端口可用软件设置增益、信号极性和通道选择。AD7714具有自校准、系统和背景校准选择，也允许用户读写片内校准寄存器。CMOS结构保证了很低的功耗，省电模式使待机功耗减至15μW（典型值）。
& && & 3）微功耗8通道12位AD转换器：AD7888
& && & AD7888是高速、低功耗的12位AD转换器，单电源工作，电压范围为2.7V～5.25V，转换速率高达125ksps，输入跟踪-保持信号宽度最小为500ns，单端采样方式。AD7888包含有8个单端模拟输入通道，每一通道的模拟输入范围均为0～Vref。该器件转换满功率信号可至3MHz。AD7888具有片内2.5V电压基准，可用于模数转换器的基准源，管脚REF in/REF out允许用户使用这一基准，也可以反过来驱动这一管脚，向AD7888提供外部基准，外部基准的电压范围为1.2V～VDD。CMOS结构确保正常工作时的功率消耗为2mW（典型值），省电模式下为3μW。
& && & 4）微功耗、满幅度电压输出、12位DA转换器：AD5320
& && & AD5320是单片12位电压输出D/A转换器，单电源工作，电压范围为+2.7V～5.5V。片内高精度输出放大器提供满电源幅度输出，AD5320利用一个3线串行接口，时钟频率可高达30MHz，能与标准的SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口标准兼容。AD5320的基准来自电源输入端，因此提供了最宽的动态输出范围。该器件含有一个上电复位电路，保证D/A转换器的输出稳定在0V，直到接收到一个有效的写输入信号。该器件具有省电功能以降低器件的电流损耗，5V时典型值为200nA。在省电模式下，提供软件可选输出负载。通过串行接口的控制，可以进入省电模式。正常工作时的低功耗性能，使该器件很适合手持式电池供电的设备。5V时功耗为0.7mW，省电模式下降为1μW。
& && & 5）24位智能数据转换系统MicroConvertersTM：ADuC824
& && & ADuC 824是MicroConvertersTM系列的最新成员，它是AD公司率先推出的带闪烁电可擦可编程存储器〔Flash／EEPROM)的 Σ-Δ转换器。它的独特之处在于将高性能数据转换器，带程序和数据闪烁存储器及8位微控制器集中在一起。当您为满足工业、仪器仪表和智能传感器接口应用要求选择高精度数据转换时，ADuC824是一种完整的高精度数据采集片上系统。
2. TI公司AD/DA器件
& && & 美国德州仪器公司是一家国际性的高科技产品公司，是全球最大半导体产品供应商之一，一九九八年半导体产品销量名列全球第五，其中DSP产品销量全球排名第一，模拟产品位于全球第一。
& && & 1）TLC548/549
& && &TLC548和TLC549是以8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOS A/D转换器。它们设计成能通过3态数据输出与微处理器或外围设备串行接口。TLC548和TLC549仅用输入/输出时钟和芯片选择输入作数据控制。TLC548的最高I/OCLOCK输入频率为2.048MHz，而TLC549的I/OCLOCK输入频率最高可达1.1MHz。
& && &TLC548和TLC549的使用与较复杂的TLC540和TLC541非常相似；不过，TLC548和TLC549提供了片内系统时钟，它通常工作在4MHz且不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行输入/输出端的时序并允许TLC548和TLC549象许多软件和硬件所要求的那样工作。I/OCLOCK和内部系统时钟一起可以实现高速数据传送，对于TLC548为每秒45,500次转换，对于TLC549为每秒40,000次的转换速度。
& && &TLC548和TLC549的其他特点包括通用控制逻辑，可自动工作或在微处理器控制下工作的片内采样-保持电路，具有差分高阻抗基准电压输入端，易于实现比率转换（ratiometricconversion）、定标（scaling）以及与逻辑和电源噪声隔离的电路。整个开关电容逐次逼近转换器电路的设计允许在小于17μs的时间内以最大总误差为±0.5最低有效位（LSB）的精度实现转换。
& && &2）TLV5616
& && &TLV5616是一个12位电压输出数模转换器（DAC），带有灵活的4线串行接口，可以无缝连接TMS320、SPI、QSPI和Microwire串行口。数字电源和模拟电源分别供电，电压范围2.7～5.5V。输出缓冲是2倍增益rail-to-rail输出放大器，输出放大器是AB类以提高稳定性和减少建立时间。rail-to-rail输出和关电方式非常适宜单电源、电池供电应用。通过控制字可以优化建立时间和功耗比。
& && &3）TLV5580
& && &TLV5580是一个8位80MSPS高速A/D转换器。以最高80MHz的采样速率将模拟信号转换成8位二进制数据。数字输入和输出与3.3VTTL/CMOS兼容。由于采用3.3V电源和CMOS工艺改进的单管线结构，功耗低。该芯片的电压基准使用非常灵活，有片内和片外部基准，满量程范围是1Vpp到1.6Vpp，取决于模拟电源电压。使用外部基准时，可以关闭内部基准，降低芯片功耗。
21:18:03　　
PCB在线计价下单
板子大小：
板子数量：
PCB 在线计价
还没有AD7888的程序啊~~
wxgzpt.cc/weixinshiyongjiaocheng/385.html&
09:35:38　　
19:31:05　　
飘过，文章是谷歌来的
11:01:29　　
我要一款采样率大于100mbps的AD芯片
另外需要多路电子开关128路
17:08:06　　
22:00:28　　
15:47:56　　
AD7888是高速、低功耗的12位AD转换器，单电源工作。这个低功耗的照度计[/url]电压范围2.7V～5.25V，转换速率高达125ksps，输入跟踪-保持信号宽度最小为500ns，单端采样方式。CMOS结构确保正常工作时的功率消耗为2mW（典型值），省电模式下为3μW。AD7888包含有8个单端模拟输入通道，每一通道的模拟输入范围均为0～Vref。该器件转换满功率信号可至3MHz。
10:21:57　　
{:23:}{:23:}{:23:}支持分享
17:10:49　　
跟百度上一样的哦？？？？？？？？？？？
21:50:37　　
感谢你分享资料！
16:48:38　　
我AD84064Q,QQ
11:42:13　　
借用各位大神，那边能买到ad转换模块，要求12位串行，只要有时能，时钟和数据就行了
09:15:56　　
谢谢分享分享。。。。。。。
助理工程师
19:20:22　　
谢谢分享，好资料！
10个问题&&&&&&&&3755个浏览
20个问题&&&&&&&&20592个浏览
32个问题&&&&&&&&7329个浏览
通过本期深入浅出的直播，你将会得到：
如何正确认知常见单片机的发展，分类与选型？
典型方案实例：常用单片机的应用与开发
玩单片机到身价千万老总，光环背后是怎样的生活和经历？
如何培养“老总”需要培养的那些能力？
如何养成成为“老总”需要养成的成功习惯？
即日起至6月15日，参与英蓓特NXP产品知识小测验,即有机会赢取最新系列开发板。特别奖SBC-EC9100开发板1套，幸运奖FRDM系列最新开发板（型号随机，共10套）。快来参加吧！ >> 立即参加
Powered by& 升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002
点击图片查看原图
升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002
发布日期：
有效期至：长期有效
升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002&&本信息的网址是：/tradeinfo/chanpin_detail_2228009.html升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002概述：
&&&&&&&无感无肖，恒定频率（内含零负载状态），低噪声，自动软启动。防浪涌电流，短路保护，热关机。低电流状态时Vout与Vin断开
&&&&&& 固定频率的并联LED电荷泵DC/DC变换器。低噪音持续频率工作，电流270MA，自动软启动，输入电压1.8V~5.5V，无需电感。1.2MHz开关频率。超低停机电流：ICC小于1Ma，5V输出。
升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002封装：
&&&&&&& SOT-23-6
升压 5v 200ma 电荷泵升压芯片IC-AX4002应用领域：
&&&&&白色LED背光，USB移动设备，5V锂电池。
免责声明：以上展示的信息是由该公司自行发布，该企业负责信息内容的真实性、准确性和合法性。[]仅列示上述信息，不担保该信息的准确性，完整性和及时性，也不承担浏览者的任何商业风险，交易请自行核实对方身份资料。因此，[]不承担您因此而发生交易的任何损害。[]保留全部或部分删除上述展示信息的权利；我们欢迎您的举报与投诉，共同建立诚信网上环境。
联系人 朱武(女士)&&
会员 [当前离线]
电话6手机地址深圳宝安区25区天富安商务中心B座402网址
联系对方请说明是在【中国贸易网】看到的信息；如果您也想和该公司一样拥有好的排名，宣传产品，请巧用电荷泵 魅族Super mCharge快充芯片将成业内首选|ICNET_电池_快充技术_ETime电荷泵的输出特性_电源_中国百科网
电荷泵的输出特性
    电荷泵的工作过程为：首先储存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。电容式电荷泵采用电容器来储存能量，并通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较来实现电压的提升。因电荷泵工作在较高频率下，故可使用小型陶瓷电容器（1 μf），因其占用空间最小，使用成本较低。电荷泵仅用外部电容器即可提供±2倍压的输出电压。其损耗主要来自电容器的等效串联电阻（esr）和内部开关管的rds-on。电荷泵变换器不使用电感器，因此其辐射emi可以忽略。其输入端噪声可用一只小型电容器滤除。它的输出电压是工厂生产时精密预置的，可通过后端片上的线性调整器调整，因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的调整空间。电荷泵电压反转器并不稳压，即有负载电流时，输出电压将根据负载发生变化。电荷泵电压反转器的输出电流与输出电压的变化曲线称为输出特性曲线，其特性是：输出电流越大，输出电压变化越大。通常以输出电阻r。来表示输出电流与输出电压的关系。若输出电流从零增加到iout，输出电压变化为δu，则输出电阻r。为输出电阻r。越小，输出电压的变化越小，输出特性越好。电容式电荷泵十分适用于便携式电子的电源设计，其中输出电压可调的电容式电荷泵是一个将电容式电荷泵和线性调整器集成在同一芯片内的电源系统，如图1所示。图1 电容式电荷泵的内部结构如图2所示为开关电容电压调节器框图，当输出电压超过期望的极限时，器件不会开启，消耗的电源电流将很小。在这种空闲状态期间，输出电容为负载提供输出电流。随着这个电容不断放电及输出电压降低到期望的输出电压以下，电荷泵将被激活直到输出电压再次高于这个值。图2 开关电容电压调节器框图在轻负载下，如图2所示的调节结构的主要优势是很明显的。因其通过输出电容为负载提供电能，当电源电流非常低时，输出电容只需要偶尔通过电荷泵进行再次充电。调压电荷泵在一个宽的输入范围内不能维持高的效率，因为输入／输出电流比是根据基本的电压转换进行调节的，任何比输入电压乘以电荷泵增益所得的值更低的输出电压将导致变换器内额外的功耗，并且效率会成比例地降低，参考下式的说明。电荷泵根据输入／输出比例改变增益，以在整个输入电压范围内获得最高的转换效率。理想的情况是增益应该线性地变化。因电荷泵的泵电容和开关数量，故只能有限的配置增益的级数。在如图2所示的电路中，输入电压被调节，并被馈入到三个比较器的正向结点。比较器的所有反向结点连接到输出电压端。电荷泵增益控制电路根据输入／输出电压比，选择最小的增益g，这样就可以获得期望的电压转换效率。
收录时间:日 23:07:47 来源:维库电子 作者:探路者
上一篇： &(&&)
创建分享人
喜欢此文章的还喜欢
Copyright by ；All rights reserved. 联系：QQ：