一款基于linear/burst控制模式高效正负电荷泵设计

本论文设计工作来源于西安电子科技大学的科研项目“深亚微米电源管理类集成电路及各种数模混合集成电路的关键技术理论研究与设计”,作者承担的是基于linear/burst控制模式的TFT_LCD控制器XD3218高效正负电荷泵调节器的设计。论文首先介绍了电源管理芯片的现状及TFT-LCD平板显示器供电芯片的研究进展,并在此基础上介绍了TFT-LCD的结构和工作原理;接着结合目前TFT-LCD驱动广泛采用的控制模式与工作模式,对XD3218进行系统级设计;在对子模块的设计做出详细介绍之前,本文对XD3218所设计的电荷泵DC-DC转换器的关键技术做了详细的论述与推导;最后给出了芯片XD3218电荷泵电路的整体仿真结果和电特性曲线。环路稳定性和功耗是本文考虑的重点内容。升压和降压的电荷泵分别采用3倍电荷泵和-1倍电荷泵结构来实现,使电压转换电路能够采用相同的控制模式和对称的电路结构,大大简化了设计流程,特别是缩短了电路后端设计时间,具有很大的工程应用价值。本电源电路系统的设计,是以降低设计复杂性和减少供电系统功耗作为指导思想的。XD3218基于0.6μm BCD工艺,采用5V低压供电,集成正负电荷泵电路,实现输出电压分别为30V、-7V的双电源供电电路。仿真结果表明已实现电路的全部功能,芯片性能良好。