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数码相机用CMOS直流升压变换芯片设计

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数码相机已经普及到人们的日常生活中，因其携带方便，使用简单而深受广大人民群众的喜爱。它如实的为人们记录下生活中最珍贵、最美好的时刻，而越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。本文试设计一个在数码相机中使用的开关式DC－DC升压变换器，它可以作为数码相机的镜头伸缩控制、聚焦、快门控制等电路的电源使用。
　　 因为使用于数码相机中，所以要求DC－DC升压变换器具备较宽电压输入范围、稳定的电压输出及较大电流输出能力。为了实现较高的效率，设计的DC－DC变换器是一款基于PWM(Pulse Width Modulation)芯片设计的开关电源式升压变换器，采用电压控制模式，工作频率可以调整。开关电源SMSP(SwitchMode Power Supply)在业界有高效电源的美誉，现在已经成为稳压电源的主流产品之一，代表着电源特别是稳压电源的发展方向。开关管是开关电源的重要元件之一，当开关电源工作时，开关管工作于高频的开关状态，所以等效电阻很小，当存在较大电流流过时，开关管上的能量消耗很小，所以开关电源的效率能达到较高水平，比普通的线性稳压电源效率提高了几乎近一倍。而且开关稳压电源还具有较高的集成度、外围电路、元件也比较简单等优点，已经广泛使用于各种电子产品中。尤其是在使用电池供电的便携式电子产品的数量增长更是突飞猛进，成为了现代复杂电子系统中不可缺少的一部分。
　　 本文设计的DC－DC升压变换器包含了带隙基准模块、锯齿波发生器模块、过流保护模块、误差放大模块等。为了满足数码相机应用的需要，其具体设计指标为，输入电压范围4V～12V，输出电压为20V，最大负载电流能力为150mA。输出电压过压保护门限电压设置为110％*额定输出电压；短路保护电压门限为90％*额定输出电压：软启动时间不超过5ms；过流保护设置为1.4A～2.4A；使用飞思卡尔公司先进的0.28um CMOS工艺进行设计。
　　 本文首先简单介绍了开关电源的重要地位及其发展趋势，然后介绍了DC－DC开关电源的基本原理，包括DC－DC变换器的基本拓扑结构、控制方式和反馈模式等。然后根据设计要求指标详细分析了本次设计，包括整体电路结构和各子模块，并运用Cadence综合仿真对各子模块的各项指标和参数进行了仿真和分析。最后还对样品进行了测试。对实验室测试数据、波形等与自动测试数据进行了对比分析等。

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