臺灣博碩士論文加值系統

近年來，可攜式設備非常普及，如手機、智能手機、筆記本電腦、手持電動玩具，及可攜式視頻遊戲，對於電池持久、電源效率與待機時間相當講究，而且僅有單一電源輸入如3.6V的電池，卻需要多種輸出電壓供給各種不同應用，如SoC內核需要1.8V，I/O腳需要3.3V，所以降壓型穩壓器將會使用在這些可攜式裝置中。
在本論文中，在設計降壓調節器之前，介紹了開關電源概念和知識，然後制定研究之電路目標規格，選定降壓型開關電源電路架構，使用電腦輔助設計軟體進行設計與模擬，最後分析模擬結果，並且驗證此電路設計是否符合系統規格。
最後，本論文使用0.35um製程，經模擬後結果顯示漣波電壓為0.52mV，且線性調節率為1.34%，負載調節率為0.128%，其中在重載時轉換效率約為64%，在輕載時轉換效率約為95%。

In recent years, portable devices are very popular, like as mobile phone, smart phone, notebook computer, handheld electric toys, and portable video game. The power efficiency, standby time, and a single long life battery, such as 3.6V battery are expected and required. It has only a single battery for a variety of different applications, but need to provide a variety of output voltage, for example SoC core needs 1.8V, I / O pins need 3.3V. So the buck switching power (SPS) will be used in these portable devices.
In this thesis, before designing a buck regulator, the SPS concept and knowledge are introduced. Then develop the specifications of target design and select the suitable step-down SPS circuit architecture. Using EDA tool make design and simulation to obtain results, checking results meet specifications, or not?
Finally, in this thesis using 0.35um process, the simulation results show that the ripple is 0.52mV, the linear regulation is 1.34%, the load regulation is 0.128%, and the efficiency is about 64% at heavy load and about 95% at light load.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究步驟與方法 1
1-3 論文架構 2
第二章 直流轉直流穩壓器 3
2-1 降壓型穩壓器種類 3
2-1-1 傳統線性穩壓器 3
2-1-2 低壓差線性穩壓器 4
2-1-3 交換式穩壓器 5
2-2 切換式穩壓器導通模式 8
2-2-1 DCM 8
2-2-2 CCM 8
第三章 系統電路設計 9
3-1 系統電路架構與規格制定 9
3-2 軌對軌運算放大器 10
3-3 帶隙參考電壓電路 11
3-3-1 PTAT 11
3-3-2 CTAT 12
3-4 緩起動電路 14
3-5 三角波產生器 16
3-6 盲時控制電路 16
第四章 模擬結果 19
4-1 迴授與誤差放大器 19
4-1-1 帶隙參考電壓 19
4-1-2 緩起動電路 20
4-2 PWM控制電路 21
4-2-1 三角波產生器 21
4-3 盲時控制電路 22
4-4 完整閉迴路系統 23
4-4-1 輸出漣波 24
4-4-2 線性調節率 24
4-4-3 負載調節率 25
4-4-4 暫態響應 27
4-4-5 轉換效率 28
第五章 結論與未來展望 29
參考文獻 30

[1] 梁適安，“交換式電源供應器之理論與實務設計”，全華圖書股份有限公司， 2009年。
[2] Abraham I.Pressman，“開關電源設計”，王志強譯，第二版，電子工業出版社，2008年。
[3] TEXAS INSTRUMENTS，“AN-1148 Linear Regulators: Theory of Operation and Compensation”，2000.
[4]Gabriel A. Rincon-Mora，”Analog IC Design with Low-Dropout Regulators(LDOs)”， McGraw-Hill Education，2009.
[5] Buck converter，URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter.
[6] TEXAS INSTRUMENTS，“Low-Cost, Low-Power, Rail-to-Rail OPERATIONAL AMPLIFIERS MicroAmplifier ™ Series”，datasheet.
[7] 楊宙穎，“互補式金氧半溫度感測電路以及能帶隙參考電壓源”，國立交通大學電子物理研究所碩士班碩士論文，2004年。
[8] 陳昭陽，“低功率運算放大器設計應用於可攜式產品”，中華大學碩士論文，2004年。
[9] 程坤，秦明，張中平，黃慶安，“CMOS Schmitt觸發器的設計與模擬”，東南大學MEMS教育部重點實驗室，電子器件第3期，2005年。
[10]胡力文，“具脈衝寬度調變電路之快速暫態響應降壓型穩壓器”，國立東華大學電子工程碩士班碩士論文，2014年。
[11]侯志英，“同步整流降壓轉換器之驅動器的研究”，國立台北科技大學電機碩士論文，2008年。
[12]王志湖, “電子學實驗(上)”,滄海書局出版,初版,台中,September,2005.
[13]王志湖, “電子學實驗(下)”,滄海書局出版,初版,台中,September,2005.