低电流负载下buck防止输出电流回流的一种方案

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1、低电流负载下Buck防止输出电流回流的一种方案滋蔺文遭又事SOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITY硕士学位论文MASTERDISSERTATION年级二00六级作者姓名·刘鑫鑫学科专业遨皇~全皇丘国竺皇孟兰指导教师王丹教授二00九年三月国内图书分类号:TN453西南交通大学研究生学位论文低电流负载下B。。k防止输出电流回流年级:二00六级姓名:刘.鑫申请学位级别:工学硕士专业:.微电子学与固体电子学指导老师:王.丹二00九年三月ClassifiedIndex:TN453SouthwestJ1aotongUn1versityMasterDegreeThes

2、15ASOLUT{ONTOPREVENT}NVERSEOUTPUTCURRENT}NBUCKCONVERTERGrade:2006Cand1date:L1uXinAeadem1eDegreeAPP11edfor:MasterSPec1a1ty:M1ero一e1eetroniesand501id-e!eCtron1esSuPery1sor:WangDanMar.2009止西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密口2.不保密森年解密后适用本授权书;用本授权书。(请在以上方框内打“了”学位论文作者签名:日期’不斗夕料气指导老师签名:日期:矛今口一卫一丹西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点

4、如下:详细分析了Powe:NMOS回流电流产生的原因，设计了专用模块用来检测此回流电流，并在适当的时间及时关断Powe:NMOS，从而减小了系统不必要的功耗，提高了芯片转换效率。本文将此模块置于整个Buck转换器中予以考虑，并用cadence进行了包括直流、交流以及瞬态在内的各项仿真，结果达到了预期的功能要求。最后，对此模块的版图进行了设计，由于模拟版图设计的首要目的不是考虑面积的最小，而是考虑性能的最优，因此，在版图设计过程中需要综合各方面的因素，才能得到最理想的结果。西南交通大学硕士研究生学位论文第!页摘要随着现代电子技术的发展，便携式电子产品得到了越来越广泛的运

5、用，从掌上电脑、手机到心脏起搏器，可以说我们的生活越来越离不开这些半导体产品。也正因为如此，电源管理技术及其相关产品才得到了迅猛发展，小型化、多功能化以及数字化的趋势促使集成电源产品拥有越来越重要的地位。本设计的主要目标是完成一个限流模块，由于Buck具有稳压的作用，因此在输出电压一定的情况下，负载的变化会相应的改变输出电流，以达到稳定输出电压的目的。而随着负载的加大，输出电流会逐渐减小，当小于一定临界值时，会出现电流回流进芯片的现象，这种现象严重影响了系统的转换效率，必须得到抑制。因此，检测是否出现回流电流，如果出现便及时关闭开关管，这就是本设计需要解决的问题。本文

6、主要完成了以下几项工作:1:详细分析了回流问题产生的原因，提出了避免此种情况发生的方法。2:设计了专用模块用来检测此回流电流，并在适当的时间及时关断Powe:NMOS，从而减小了系统不必要的功耗，提高了芯片的转换效率。此模块包括:偏置电流产生器、电压比较器和逻辑控制部分。其中，偏置电流产生器用来给模块提供一个近似与温度无关的电流，电压比较器比较PowerNMOS两端的电压，判断是否出现回流电流，而逻辑控制部分侧cRcomP(currentreversecomParator)则使整个芯片保持协调的工作节奏。3:在版图的设计上，由于模拟版图设计并非为了追求面积最小化，而是

7、要求性能最优，因此，在版图布局、布线等方面，需要考虑对称、寄生参数最小等因素，才能得到理想的结果。4:Cadence软件仿真结果显示，本文所设计的模块达到了预期的功能要求。关键词:Buck转换器;输出回流电流;转换效率;版图设计凡‘西南交通大学硕士研究生学位论文第11页AbstraetWiththedeveloPmentofmodemeleetronietechnology，eonVenientProductsbeeomemorePoPularthananybefore.Se而eonductoraPPearseverywherefromPDA，eel