USB(Universal Serial Bus)是一种新型的总线标准,凭借其即插即用、接口可扩展等优点而得到了迅速普及。一个USB 系统能否可靠工作需要很多条件,其中最重要的一条就是要有合格的电源管理。本文的研究对象就是USB 电源管理系统中的关键元件——USB 功率开关(USB Power Switch),本文成功设计了一款完全符合USB2.0 工业规范[1]的双路USB 功率开关。USB2.0 规范发布于2000 年4 月,相对于其之前版本的主要改进是大幅提高了USB 的传输速率,在电源管理方面的要求也有相应的变化。本文在预先设定电路功能和指标时,完全遵守USB2.0 的规定。在功能设计上,不仅具有限流、电源切换和故障报告等基本功能,还具有软启动、1ms 故障信号延时、过温保护、欠压锁定等增强功能。本文设计的芯片有效输入电压为2.7V～5.5V,最大工作电流为200μA,最大导通电阻为140m?,连续电流输出能力为500mA 以上,典型的限流值设定在1A,欠压锁定的阈值为1.8V。在电路设计时,先根据整体的功能设计把电路分为12 个子电路,接着为每块子电路定义功能和指标,之后按照这些功能和指标搭建各个子电路。搭建子电路时,本文采用人工设计和EDA 软件辅助相结合的方法,所有电路都经过详细推导和演算,并用电路仿真工具HSPICE 进行验证。在整体电路仿真时,考虑了芯片各种可能的应用环境(如输出短路,电源突降等情况),逐一进行功能验证。本文第二章阐述了整体电路的工作原理;第三章有重点地对若干子电路进行了详细分析,并给出了仿真结果;第四章给出了整体仿真的一些重要波形。由于篇幅有限,文章只对作者重点参与的子电路进行了详细分析,对于其他子电路只作了简单的功能介绍。通过详细的电路分析,加之有力的仿真数据,有理由认为笔者完全达到了既定设计目标,成功设计了一款双路USB 限流开关。随着USB 的迅速普及,USB 功率开关的应用也将越来越广泛,对产品的设计要求也将不断提高。国外的很多半导体公司都已经推出了各自的USB 功率开关产品,如Micrel 公司的MIC2026、MIC2526、Maxim 公司的MAX1922、MAX1930。但是国内在这方面的研究相对较少,因此,本文所做的工作具有一定的学术和经济意义。