【摘 要】
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在当今信息化社会里,计算机、通讯和数字电子等设备已经广泛应用于我们生活的每个角落,对人们的日常工作、学习及娱乐都产生了极大影响。电源管理芯片作为这些设备的重要组成部分,对其性能的要求也日益提高。电源管理技术种类繁多,其中,DC/DC转换器因其宽输入电压范围、高转换效率、低功耗等优点得到了大量关注。同时,DC/DC转换器也面临着巨大的挑战。随着科技的发展,要求DC/DC转换器能被应用到更多的环境。本
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在当今信息化社会里,计算机、通讯和数字电子等设备已经广泛应用于我们生活的每个角落,对人们的日常工作、学习及娱乐都产生了极大影响。电源管理芯片作为这些设备的重要组成部分,对其性能的要求也日益提高。电源管理技术种类繁多,其中,DC/DC转换器因其宽输入电压范围、高转换效率、低功耗等优点得到了大量关注。同时,DC/DC转换器也面临着巨大的挑战。随着科技的发展,要求DC/DC转换器能被应用到更多的环境。本文设计了一款自适应导通时间控制的同步整流BUCK型DC/DC转换器。该电路主要应用于电池充电场景,能在输入电压4.5V至13.5V的范围内为电池提供恒流、恒压的充电功能。电路采用外接感应电阻的方式检测转换器输出电流,从而实现恒流充电的功能。为了提高稳定性和可靠性,电路内部集成了过温保护、过压保护、欠压锁存等保护功能模块;为了提高工作效率,电路采用了同步整流技术,以减少导通损耗;为使电路具有较快的响应速度,采用了自适应导通时间控制方式,同时避免了恒定导通时间控制导致的转换器工作频率变频问题。具体研究内容如下:本文首先对DC/DC转换器的研究背景与意义进行了探究,针对BUCK型DC/DC转换器,分析对比了其国内外研究现状,明确了论文的研究架构以及工作内容;其次,讨论了DC/DC转换器的基本工作原理、调制方式以及控制方式,对BUCK型DC/DC转换器的环路稳定性以及关键技术进行了分析研究,为整体电路设计打下理论基础;随后,对BUCK型DC/DC转换器的关键子模块进行了设计与仿真;最后,通过对电路典型应用与外围器件的研究,对BUCK型DC/DC转换器系统功能进行了仿真验证并给出了版图布局设计。本文基于SMIC 0.18μm BCD工艺,使用Cadence Virtuoso工具完成了BUCK型DC/DC转换器的设计与仿真,包括基准电路、环路比较器、电流感应电路、自适应导通时间计时器、电平移位与自举电路、电压保护电路等关键子模块。本文所设计的BUCK型DC/DC转换器输入电压范围为4.5V～13.5V,工作频率典型值为570 kHz,最高工作温度为165℃,可为2.7V电池提供恒流、恒压充电功能,最大恒流充电电流2A。同时,电路具有输入电压低于3.8V时欠压锁存,输入电压高于13.8V时过压保护的功能。各项仿真结果表明,本文所设计的自适应导通时间控制的同步整流BUCK型DC/DC转换器能够实现电池恒流、恒压充电功能,各项指标均满足设计要求。
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氮化镓材料（Ga N）以其大禁带宽度、高电子饱和速度、强极化电场以及高辐照能力等优良特性,在电力电子器件和发光器件领域都已经得到非常广泛的应用。在电子器件中,Ga N基异质结的界面处能够产生高浓度、高迁移率的二维电子气（2DEG）,可以制备具有高频、大功率特性的高电子迁移率晶体管（HEMT）,在民生、国防、工业等领域都有重要的作用。作为HEMT器件的核心结构,Ga N基异质结的特性会对器件的功率、
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