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可变输出马达驱动芯片的设计与实现

作　者: 刘群锋
导　师: 刘玉荣
学　校: 华南理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 低功耗 可变输出 恒压恒流 带隙基准电压源
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


现代生活中,应用于多数视频数码产品中的镜头系统已成为不可缺少的部分。这些镜头系统在实现摄影时因有不同的动作,需要多样式的马达为其提供动力。在这些因素的影响下,能够实现多种样式驱动的马达驱动芯片就成为一种需要。目前市场上的马达驱动芯片输出多是不可变电压、电流的输出,只能满足固定电压、电流马达的驱动,用途范围狭隘,因此输出电压、电流可变的驱动芯片成为马达驱动芯片的发展趋势。本文根据市场需要设计一种低压、低功耗,稳定实现输出电流、电压可变的驱动芯片。内部通过带隙基准电压源(REFERENCE)产生稳定的参考电压,并且具有节省功耗的效果。该稳定的参考电压用于其它模块,作为稳定可变输出电压、电流的参考标准。逻辑输出驱动电路采用不同的结构以实现恒压、恒流功能。通过优化设计过温保护电路、欠压保护电路、模数转换电路(DAC)、缓冲器、H桥输出电路,提高了芯片的整体性能,实现了芯片的低压、低功耗、稳定可变输出的功能。对重点模块和整体电路进行了仿真验证,流片封装后芯片的测试结果表明:芯片的主要电性参数符合理论设计的标准,整体功能已经实现,如工作小电流,较快的转换时间,恒流恒压模式下可变输出和独特通道功能的实现等。整体说本文设计的目标已经达到,后期的研发工作中会根据客户的具体要求修改和完善具体的某些功能指标。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 马达研究现状与发展趋势  10-11
  1.2 马达驱动控制系统  11-12
  1.3 马达原理  12-14
  1.4 马达驱动控制趋势  14
  1.5 论文的主要工作和章节安排  14-15
    1.5.1 主要工作  14
    1.5.2 章节安排  14-15
第二章 芯片整体设计  15-21
  2.1 整体设计和要求  15-18
    2.1.1 芯片的设计要求和特点  15-16
    2.1.2 整体设计  16-18
  2.2 芯片工作原理与脚位说明  18-20
    2.2.1 脚位说明表  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章 芯片主要模块的设计  21-57
  3.1 带隙基准源模块(Bandgap)  21-33
    3.1.1 与电源无关的偏置  21-22
    3.1.2 与温度无关的基准  22-24
    3.1.3 带隙基准  24-25
    3.1.4 实际电路  25-33
  3.2 保护模块  33-37
    3.2.1 过温保护模块  33-35
    3.2.2 欠压保护  35-37
  3.3 缓冲器  37-40
  3.4 数模转化模块  40-43
    3.4.1 数模转化器基本原理和性能  40-41
    3.4.2 实际数模转化电路  41-42
    3.4.3 DAC 仿真结果  42-43
  3.5 逻辑控制电路  43-48
    3.5.1 输入接口电路  44
    3.5.2 串行输入电路  44-45
    3.5.3 Register阵列  45-46
    3.5.4 模式选择逻辑  46-48
  3.6 驱动级电路  48-56
    3.6.1 功能描述  48
    3.6.2 后级驱动电路  48-49
    3.6.3 前级驱动电路  49-50
    3.6.4 模拟（Analog）预驱动电路  50-53
    3.6.5 ECS模式的电路实现  53-54
    3.6.6 防重叠保护  54-55
    3.6.7 输入上升时间设置  55-56
  3.7 本章小结  56-57
第四章 仿真、Layout和测试  57-67
  4.1 整体仿真电路  57-58
  4.2 整体仿真波形  58-62
    4.2.1 整体功能  58-59
    4.2.2 转换时间  59-60
    4.2.3 电流与功耗  60-61
    4.2.4 恒压恒流模式输出  61-62
  4.3 Layout  62-63
    4.3.1 芯片的Layout  62-63
  4.4 芯片测试结果  63-66
    4.4.1 芯片功能验证  64
    4.4.2 芯片转换特性  64-65
    4.4.3 芯片电流特性  65
    4.4.4 输出电压测试  65-66
  4.5 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
附件  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 设计
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