作者简介 陈科宏,分别于1994年、1996年、2003年获得台湾大学电子工程学士、硕士及博士学位。1996~1998年,他任职于台北飞利浦公司,作为兼职集成电路设计工程师。1998~2000年,他在Avanti公司担任应用工程师。2000~2003年,他作为ACARD公司的项目经理,主要从事电源管理芯片的设计工作。目前,他是台湾交通大学电子控制工程学院的院长,以及电子和计算机工程研究室的教授,并创建了混合信号及电源管理集成电路实验室。他拥有多项专利,在各类期刊上发表超过200篇论文。他目前的研究领域包括电源管理、混合信号集成电路设计,以及液晶电视显示算法和驱动电路设计。 陈博士是IEEE Transactions on Power Electronics、IEEE Transactions on Circuits and Systems-Part Ⅱ: Express Briefs、IEEE Transactions on Circuits and Systems-Part Ⅰ的副主编。他于2013年加入《Analog Integrated Circuits and Signal Processing》期刊的编委会。同时,他也是IEEE Circuit and System (CAS) VLSI System and Applications以及IEEE CAS Power and Energy Circuit and Systems的技术委员会成员,并担任Information Display (SID) and International Display Manufacturing Conference (IDMC) Technical Program子委员会成员。他还是IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS) 2012联席主席,IEEE International Conference on Power Electronics and Drive System (PEDS) 2013中Integrated Power Electronics分会主席,同时也是IEEE International Future Energy Electronics Conference (IFEEC) 2013技术委员会的联席主席。自从2015年以来,他成为CAS中国台北分会主席。自2014年起,他开始成为Europe Solid-State Circuit Conference (ESSCIRC)技术委员会的成员。 目录 译者序 原书前言 致谢 作者简介 第1章 引言 1.1 摩尔定律 1.2 工艺发展的影响:0.5μm~28nm的电源管理芯片 1.2.1 MOSFET结构 1.2.2 晶体管的尺度效应 1.2.3 漏电流功耗 1.3 先进工艺产品中电源管理集成电路的挑战 1.3.1 多阈值电压工艺 1.3.2 性能优化 1.3.3 与版图有关的邻近效应 1.3.4 对电路设计的影响 1.4 电源管理模块中的基本定义 1.4.1 负载调整率 1.4.2 瞬态电压变化 1.4.3 传输损耗和开关损耗 1.4.4 功率转换效率 参考文献 第2章 低压差线性(LDO)稳压器设计 2.1 LDO稳压器的基本结构 2.1.1 传输器件的类型 2.2 补偿技术 2.2.1 极点分布 2.2.2 零点分布和右半平面零点 2.3 LDO稳压器设计考虑 2.3.1 电压差 2.3.2 效率 2.3.3 线性/负载调整率 2.3.4 负载电流突变引起的瞬态输出电压变化 2.4 模拟LDO稳压器 2.4.1 主极点补偿的特性 2.4.2 无电容结构特点 2.4.3 低电压无电容LDO稳压器的设计 2.4.4 在多级无电容LDO稳压器中通过使用电流反馈补偿减少最小负载电流限制 2.4.5 具有前馈通路和动态增益调整的多级LDO稳压器 2.5 LDO稳压器的设计指导 2.5.1 仿真提示和结果分析 2.5.2 在交流分析仿真中打破闭环的方法 2.5.3 具有主极点补偿的LDO稳压器的仿真实例 2.6 数字LDO稳压器设计 2.6.1 基本数字LDO稳压器 2.6.2 具有网格异步自定时控制(LASC)技术的数字LDO稳压器 2.6.3 动态电压缩减(DVS) 2.7 具有模拟动态电压缩减(ADVS)技术的开关数字/模拟低压差线性(D/A-LDO)稳压器 2.7.1 ADVS技术 2.7.2 可切换的D/A-LDO稳压器 参考文献 第3章 开关电源稳压器的设计 3.1 基本概念 3.2 控制方法与工作原理概述 3.3 开关稳压器的小信号模型与补偿方法 3.3.1 电压模式开关稳压器的小信号建模 3.3.2 闭环电压模式中开关稳压器的小信号建模 3.3.3 电流模式开关稳压器的小信号建模 参考文献 第4章 基于纹波的控制技术(第1部分) 4.1 基于纹波控制的基本拓扑结构 4.1.1 迟滞控制 4.1.2 导通时间控制 4.1.3 关断时间控制 4.1.4 具有峰值电压控制和波谷电压控制的恒定频率技术 4.1.5 基于纹波控制拓扑结构总结 4.2 导通时间控制型降压转换器的稳定标准 4.2.1 稳定性判据的推导 4.2.2 输出电容的选择 4.3 采用小阻值RESR的多层陶瓷电容设计技术 4.3.1 采用附加斜坡信号 4.3.2 采用额外的电流反馈通路 4.3.3 具有附加电流反馈通路的导通时间控制模式的比较 4.3.4 采用纹波整形技术补偿小阻值RESR 4.3.5 纹波整形功能的实验结果 参考文献 第5章 基于纹波的控制技术(第2部分) 5.1 增强电压调整性能的设计技术 5.1.1 直流电压调整精度 5.1.2 用于纹波控制的电压二次方结构 5.1.3 采用附加斜坡或者电流反馈通路的电压二次方实时控制技术 5.1.4 采用小阻值RESR的电压二次方结构中的比较器 5.1.5 采用小阻值RESR的具有二次微分和积分技术的基于纹波控制技术 5.1.6 鲁棒性强的纹波调整器 5.2 对于开关频率变化降低电磁干扰的分析 5.2.1 反馈信号抗干扰能力的提高 5.2.2 旁路通路对反馈信号高频噪声的滤波 5.2.3 锁相环调制器技术 5.2.4 不同vIN、vOUT、iLOAD情况下频率变化的分析 5.2.5 用于伪恒定fSW的自适应导通时间控制器 5.3 用于伪恒定fSW的最优化导通时间控制器 5.3.1 导通时间控制的优化算法 5.3.2 具有等效vIN和vOUT,eq的Ⅰ型最优化导通时间控制器 5.3.3 具有等效vDUTY的Ⅱ型最优化导通时间控制器 5.3.4 频率钳位器 5.3.5 不同导通时间控制器的比较 5.3.6 最优化导通时间控制器的仿真结果 5.3.7 最优化导通时间控制器的实验结果 参考文献 第6章 单电感多输出转换器 6.1 单电感多输出转换器的基本拓扑结构 6.1.1 结构 6.1.2 交叉调整 6.2 单电感多输出转换器的应用 6.2.1 片上系统 6.2.2 便携式电子系统 6.3 单电感多输出转换器的设计指导 6.3.1 能量传输通路 6.3.2 控制方法分类 6.3.3 设计目标 6.4 用于片上系统的单电感多输出转换器 6.4.1 电感电流控制中的叠加定理 6.4.2 双模能量传输方法 6.4.3 能量模式转换 6.4.4 自动能量旁路 6.4.5 瞬态交叉调整的消除 6.4.6 电路实现 6.4.7 实验结果 6.5 平板电脑应用中的单电感多输出转换器技术 6.5.1 单电感多输出转换器中的输出独立栅极驱动控制 6.5.2 单电感多输出转换器中的连续导通模式/绿色模式 内容推荐 本书主要针对低压和高压电源管理电路设计进行了详细讨论。本书力求简化电路模型的数学分析,重点研究电源管理电路的功能和实现。本书中包含了大量电路示意图。以帮助读者理解电源管理电路的基本原理和工作方式。在具体内容方面,本书分章介绍了低压和高压器件、低压差线性稳压器设计、电压模式和电流模式开关电源稳压器、基于纹波的控制技术、单电感多输出转换器、基于开关的电池充电器以及能量收集系统等方面的内容。 本书内容翔实、实例丰富,可作为高等院校电子科学与技术、电子信息工程、微电子、集成电路工程等专业高年级本科生和硕士研究生的课程教材,亦可作为从事集成电路、系统级设计,以及电源管理芯片设计和应用的工程技术人员的参考书籍。 |