开关稳压电源具有集成度高、外围电路简单、转换效率高等优点,在各种电子产品中得到广泛的应用。DC-DC变换器是开关稳压电源的重要分支。本论文基于使用电池供电的便携式电子产品的应用背景,研究了脉冲频率调制方式DC-DC变换器的实现技术,设计了一种DC-DC变换器芯片。该芯片具有实现电路简单、输出电压精度高、功耗低、芯片面积小等优点。同时,该芯片还具有过温和过流保护功能,配以简单的外部元件就能构成完整的DC-DC变换器。 本论文首先分析了稳压电源及DC-DC变换器的发展趋势和基本原理;然后,根据功能要求和性能指标,进行了电路的总体设计,在此基础上,对各功能模块和整体电路进行了设计、仿真及分析;最后,根据Magnachip公司的0.5μm工艺规则进行版图设计和验证。 该芯片采用标准CMOS工艺设计电路,同时利用与CMOS工艺兼容的技术制作了双极型晶体管,提高了芯片性能,节约了芯片面积,降低了生产成本。 电路的模拟结果显示设计满足要求,达到了设计指标;版图设计通过了DRC和LVS验证。 该芯片的性能指标为: 输入电压范围:2.7V～5V; 输出电压:5V±4%; 输出电压纹波:小于±40mV; 转换效率:可达90%; 输出电流:关断模式下电路的输出电流<5μA,空载情况下最大输出电流30μA(3.3V时); 开关频率:最高可达740kHz。 该芯片可广泛应用于需电池供电的便携式电子产品中作为电源管理芯片。