應(yīng)用于可外同步DC-DC變換器的鎖相環(huán)的設(shè)計.pdf

1、隨著電子系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步，應(yīng)用需求增多促使互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)和信息安全密碼系統(tǒng)大力發(fā)展。各種不同功能的芯片被集成在一個系統(tǒng)中，其對電源要求各不相同，為了減少相互之間的影響，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要求電源芯片能夠有更強(qiáng)的兼容性。本文針對以上問題，利用了鎖相環(huán)技術(shù)來外同步DC-DC變換器的時鐘頻率，并且設(shè)計實現(xiàn)一種應(yīng)用于可外同步DC-DC變換器的電荷泵鎖相環(huán)電路。
　　本文首先介紹了研究的背景和意義，指出了電源管理芯片市場情況和發(fā)展趨勢。介

2、紹了電源管理芯片中DC-DC變換器的開關(guān)頻率對其性能的影響，并且給出了利用鎖相環(huán)技術(shù)的可外同步變換器的優(yōu)勢。同時還介紹了鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)和相關(guān)指標(biāo)，分析了兩類鎖相環(huán)的動態(tài)特性。然后分別給出了本文電荷泵鎖相環(huán)的具體實現(xiàn)電路，對電荷泵電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，加入基準(zhǔn)源保證了電荷泵的充電和放電電流的穩(wěn)定性，并且基準(zhǔn)源還能為后續(xù)的電路提供偏置電流和比較的基準(zhǔn)閾值電壓。設(shè)計了具體的壓控振蕩器電路，其增益可以隨著外同步頻率而改變，減小了系統(tǒng)的鎖定時間。

3、并且其控制電壓被限定在指定范圍內(nèi)。最后基于TSMC0.18um CMOS的工藝模型，利用Candence軟件進(jìn)行了具體電路圖的繪制并且利用Hspice軟件對各個子電路和整體電路進(jìn)行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，在3V的電源電壓供電情況下，本文的電荷泵鎖相可以在TT，SS，F(xiàn)F三個工藝角下和-20℃到120℃溫度范圍內(nèi)同步頻率為500KHz到2MHz的外部時鐘，鎖定時間最大為68us最小為27us，功耗小于223.8uW。并且系統(tǒng)能夠在壓控振