【摘 要】
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随着通信技术及电力电子技术的飞速发展,开关变换器在便携式电子、军事通信系统、医疗设备、车载电子、航空航天等领域得到了非常广泛的应用。开关变换器又称开关电源,是一种高频电能转换装置,其功能是将一个位准的电压以不同形式的拓扑架构转化为用户所需的电压或电流,开关电源的输入多半是交流（AC）或直流（DC）电源,而输出多半是需要直流电源的设备。从其电压转换结果上看,可将其分为升压型（Boost）、降压型（B
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随着通信技术及电力电子技术的飞速发展,开关变换器在便携式电子、军事通信系统、医疗设备、车载电子、航空航天等领域得到了非常广泛的应用。开关变换器又称开关电源,是一种高频电能转换装置,其功能是将一个位准的电压以不同形式的拓扑架构转化为用户所需的电压或电流,开关电源的输入多半是交流（AC）或直流（DC）电源,而输出多半是需要直流电源的设备。从其电压转换结果上看,可将其分为升压型（Boost）、降压型（Buck）或者降压-升压型（Buck-Boost）等几种拓扑结构。相较于线性电源,开关电源具有低功耗、小体积、高效率的优点,基于这些优点,开关电源成为了电源研究领域的重点与热点,因此对开关电源的研究至关重要。本文实现了一个可用于碱性电池,纽扣电池,或锂离子电池供电系统的升压型直流-直流开关电源（Boost DC-DC）。在输入电压大于1.8V时,输出电压可达3～5V,Boost DC-DC系统主要包括电流采样,斜坡补偿,误差放大器,预充电,衬底电位选择等模块。主要工作内容有完成理想模型搭建,实现晶体管级电路的设计与仿真,达成后端版图设计并优化。本设计同时具备预充电和软启动功能,两次的启动缓冲使得输出电压可以阶段性缓慢上升,避免输出电压过充,产生涌浪电流。本文还提出了一种衬底电位选择电路,使得转换器关断时,负载和输入之间全隔离,具有静态电流低的特点。本文的Boost DC-DC芯片基于UMC 0.35μm CMOS工艺来实现,当输入电压大于1.8V时,输出电压可达5V,输出电流可达500m A,开关频率为1.2MHz,静态电流为10.3μA。芯片面积为2mm*3mm。
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