集成電路設(shè)計中的電源管理技術(shù)

目錄
譯者序
原書前言
致謝
作者簡介
第1章引言1
11摩爾定律1
12工藝發(fā)展的影響： 05μm~28nm的電源管理芯片1
121MOSFET結(jié)構(gòu)1
122晶體管的尺度效應(yīng)6
123漏電流功耗8
13先進工藝產(chǎn)品中電源管理集成電路的挑戰(zhàn)12
131多閾值電壓工藝12
132性能優(yōu)化13
133與版圖有關(guān)的鄰近效應(yīng)16
134對電路設(shè)計的影響17
14電源管理模塊中的基本定義18
141負(fù)載調(diào)整率18
142瞬態(tài)電壓變化19
143傳輸損耗和開關(guān)損耗20
144功率轉(zhuǎn)換效率21
參考文獻21
第2章低壓差線性（LDO）穩(wěn)壓器設(shè)計23
21LDO穩(wěn)壓器的基本結(jié)構(gòu)24
211傳輸器件的類型26
22補償技術(shù)28
221極點分布29
222零點分布和右半平面零點34
23LDO穩(wěn)壓器設(shè)計考慮36
231電壓差36
232效率38
233線性/負(fù)載調(diào)整率39
234負(fù)載電流突變引起的瞬態(tài)輸出電壓變化40
24模擬LDO穩(wěn)壓器43
241主極點補償?shù)奶匦?3
242無電容結(jié)構(gòu)特點48
243低電壓無電容LDO穩(wěn)壓器的設(shè)計54
244在多級無電容LDO穩(wěn)壓器中通過使用電流反饋補償減少最小負(fù)載電流限制57
245具有前饋通路和動態(tài)增益調(diào)整的多級LDO穩(wěn)壓器65
25LDO穩(wěn)壓器的設(shè)計指導(dǎo)70
251仿真提示和結(jié)果分析71
252在交流分析仿真中打破閉環(huán)的方法72
253具有主極點補償?shù)腖DO穩(wěn)壓器的仿真實例74
26數(shù)字LDO穩(wěn)壓器設(shè)計82
261基本數(shù)字LDO穩(wěn)壓器83
262具有網(wǎng)格異步自定時控制（LASC）技術(shù)的數(shù)字LDO穩(wěn)壓器85
263動態(tài)電壓縮減（DVS）88
27具有模擬動態(tài)電壓縮減（ADVS）技術(shù)的開關(guān)數(shù)字/模擬低壓差線性（D/A-LDO）
穩(wěn)壓器98
271ADVS技術(shù)98
272可切換的D/A-LDO穩(wěn)壓器101
參考文獻107
第3章開關(guān)電源穩(wěn)壓器的設(shè)計109
31基本概念109
32控制方法與工作原理概述112
33開關(guān)穩(wěn)壓器的小信號模型與補償方法117
331電壓模式開關(guān)穩(wěn)壓器的小信號建模117
332閉環(huán)電壓模式中開關(guān)穩(wěn)壓器的小信號建模121
333電流模式開關(guān)穩(wěn)壓器的小信號建模136
參考文獻153
第4章基于紋波的控制技術(shù)（第1部分）154
41基于紋波控制的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)154
411遲滯控制157
412導(dǎo)通時間控制159
413關(guān)斷時間控制163
414具有峰值電壓控制和波谷電壓控制的恒定頻率技術(shù)165
415基于紋波控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總結(jié)166
42導(dǎo)通時間控制型降壓轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)168
421穩(wěn)定性判據(jù)的推導(dǎo)168
422輸出電容的選擇179
43采用小阻值RESR的多層陶瓷電容設(shè)計技術(shù)182
431采用附加斜坡信號183
432采用額外的電流反饋通路184
433具有附加電流反饋通路的導(dǎo)通時間控制模式的比較232
434采用紋波整形技術(shù)補償小阻值RESR234
435紋波整形功能的實驗結(jié)果239
參考文獻246
第5章基于紋波的控制技術(shù)（第2部分）247
51增強電壓調(diào)整性能的設(shè)計技術(shù)247
511直流電壓調(diào)整精度247
512用于紋波控制的電壓二次方結(jié)構(gòu)247
513采用附加斜坡或者電流反饋通路的電壓二次方實時控制技術(shù)251
514采用小阻值RESR的電壓二次方結(jié)構(gòu)中的比較器253
515采用小阻值RESR的具有二次微分和積分技術(shù)的基于紋波控制技術(shù)261
516魯棒性強的紋波調(diào)整器269
52對于開關(guān)頻率變化降低電磁干擾的分析271
521反饋信號抗干擾能力的提高273
522旁路通路對反饋信號高頻噪聲的濾波273
523鎖相環(huán)調(diào)制器技術(shù)275
524不同vIN、vOUT、iLOAD情況下頻率變化的分析276
525用于偽恒定fSW的自適應(yīng)導(dǎo)通時間控制器286
53用于偽恒定fSW的最優(yōu)化導(dǎo)通時間控制器293
531導(dǎo)通時間控制的優(yōu)化算法294
532具有等效vIN和vOUT,eq的Ⅰ型最優(yōu)化導(dǎo)通時間控制器294
533具有等效vDUTY的Ⅱ型最優(yōu)化導(dǎo)通時間控制器302
534頻率鉗位器304
535不同導(dǎo)通時間控制器的比較304
536最優(yōu)化導(dǎo)通時間控制器的仿真結(jié)果305
537最優(yōu)化導(dǎo)通時間控制器的實驗結(jié)果309
參考文獻313
第6章單電感多輸出轉(zhuǎn)換器315
61單電感多輸出轉(zhuǎn)換器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)315
611結(jié)構(gòu)316
612交叉調(diào)整316
62單電感多輸出轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用317
621片上系統(tǒng)317
622便攜式電子系統(tǒng)318
63單電感多輸出轉(zhuǎn)換器的設(shè)計指導(dǎo)319
631能量傳輸通路319
632控制方法分類327
633設(shè)計目標(biāo)329
64用于片上系統(tǒng)的單電感多輸出轉(zhuǎn)換器331
641電感電流控制中的疊加定理331
642雙模能量傳輸方法333
643能量模式轉(zhuǎn)換334
644自動能量旁路337
645瞬態(tài)交叉調(diào)整的消除338
646電路實現(xiàn)342
647實驗結(jié)果351
65平板電腦應(yīng)用中的單電感多輸出轉(zhuǎn)換器技術(shù)361
651單電感多輸出轉(zhuǎn)換器中的輸出獨立柵極驅(qū)動控制361
652單電感多輸出轉(zhuǎn)換器中的連續(xù)導(dǎo)通模式/綠色模式相對忽略能量控制369
653單電感多輸出轉(zhuǎn)換器中的雙向動態(tài)斜率補償378
654電路實現(xiàn)383
655實驗結(jié)果390
參考文獻404
第7章基于開關(guān)的電池充電器406
71引言406
711純充電狀態(tài)409
712直接供電狀態(tài)409
713斷開狀態(tài)410
714充電和供電狀態(tài)410
72基于開關(guān)的電池充電器的小信號分析411
73閉環(huán)等效模型416
74采用PSIM進行仿真423
75渦輪加速升壓充電器428
76內(nèi)置電阻對充電器系統(tǒng)的影響432
77設(shè)計實例：連續(xù)內(nèi)建電阻監(jiān)測436
771連續(xù)內(nèi)建電阻監(jiān)測的操作436
772連續(xù)內(nèi)建電阻監(jiān)測的電路實現(xiàn)438
773實驗結(jié)果442
參考文獻444
第8章能量收集系統(tǒng)445
81能量收集系統(tǒng)概述445
82能量收集源447
821振動電磁換能器449
822壓電發(fā)電機451
823靜電能量發(fā)生器451
824風(fēng)力發(fā)電裝置453
825熱電式發(fā)電機454
826太陽電池456
827磁線圈457
828射頻/無線460
83能量收集電路461
831能量收集電路的基本概念461
832交流電源能量收集電路464
833直流電源能量收集電路469
84最大功率點跟蹤471
841最大功率點跟蹤的基本概念471
842阻抗匹配471
843電阻模擬473
844最大功率點跟蹤方法474
參考文獻479