電源管理芯片:設計、建模及實例

廖永波，電子科技大學副教授。電子科技大學博士、本科畢業，蘭州大學碩士畢業。赴澳大利亞機器人視覺中心和昆士蘭科技大學、比利時IMEC、美國University of Kansas作訪問學者。 擔任四川省電子學會副秘書長、四川省電子學會EDA專委會秘書長；受邀擔任四省科技廳評審專家、重慶市科技廳評審專家；曾擔任IEEE審稿人和國際會議分會主席。 曾獲評2019年度中國電子學會先進工作者、第七屆大學生集成電路設計·應用創新大賽優秀指導老師獎、電子科技大學示範性微電子學院“集成電路工程項目實習實訓優秀校內指導老師”。 長期從事高性能數字和混合信號集成電路設計、電源管理集成電路設計、微能量收集系統、集成電路的抗核加固技術、溫度傳感器芯片設計及生產和測試、類腦算法及芯片等方向的研究，對片上系統、軟硬件協同設計等有獨到的理解。

第1章 電源管理系統基礎
1.1 電源管理介紹
1.1.1 電源管理系統概述
1.1.2 穩壓器概述
1.2 電源管理的原理
1.2.1 電源分配
1.2.2 電源保護
1.2.3 電源節能
1.3 電源管理的方法
1.3.1 線性調節
1.3.2 開關電源調節
1.3.3 嵌入式電源管理芯片
1.3.4 分布式電源管理系統
1.4 電源管理芯片發展現狀
參考文獻
第2章 Cadence Virtuoso電路設計軟件的使用介紹
2.1 基本器件
2.2 電路原理圖的搭建
2.3 仿真基礎
2.4 搭建測試平臺
參考文獻
第3章 SIMPLIS建模軟件的使用介紹
3.1 什麼是SIMPLIS
3.1.1 SIMPLIS的背景與發展
3.1.2 SIMPLIS的主要功能
3.1.3 SIMPLIS的優勢
3.2 基本模擬元器件
3.2.1 電阻（resistor）
3.2.2 電容（capacitor）
3.2.3 電感（inductor）
3.2.4 二極管（diode）
3.2.5 晶體管（transistor）
3.3 基本數字器件
3.3.1 邏輯門（logic gate）
3.3.2 觸發器（flip-flop）
3.3.3 計數器（counter）
3.3.4 譯碼器（decoder）
3.4 SIMPLIS的仿真模型
3.4.1 預定義仿真模型
3.4.2 自定義仿真模型
3.4.3 仿真模型的管理與更新
3.5 波形的查看和測量
3.5.1 波形查看器的基本操作
3.5.2 波形測量工具
3.5.3 波形的導出與保存
3.6 模塊化建模
3.6.1 模塊化建模的概念
3.6.2 如何創建模塊化模型
3.6.3 模塊化建模的優點
3.6.4 模塊化建模的實際應用
3.7 SIMPLIS實例教學
參考文獻
第4章 低壓差線性穩壓器(LDO)基礎
4.1 LDO芯片的基本原理及結構
4.1.1 LDO芯片的基本原理
4.1.2 LDO芯片中的基準電路
4.1.3 LDO中的誤差放大器
4.1.4 LDO中的功率管
4.1.5 反饋網絡
4.1.6 輔助電路
4.2 LDO的性能指標
4.2.1 壓差
4.2.2 負載調整率
4.2.3 線性調整率
4.2.4 靜態電流
4.2.5 效率
4.2.6 噪聲
4.2.7 電源抑制比
4.2.8 負載瞬態響應
4.2.9線性瞬態響應0504.3 LDO的研究熱點
4.3.1 無片外負載電容LDO芯片
4.3.2 高PSRR低噪聲LDO芯片
4.3.3 快速瞬態響應LDO芯片
4.3.4 頻率補償方案
參考文獻
第5章 LDO的頻率補償優化方案
5.1 LDO系統的環路分析
5.1.1 帶片外負載電容的LDO環路分析
5.1.2 無片外負載電容的LDO環路分析
5.2 頻率補償的基礎
5.2.1 穩定性的判定
5.2.2 極點和零點
5.2.3 級聯運放的補償
5.3 帶片外負載電容的LDO的環路補償方法
5.3.1 固定零點補償
5.3.2 極點-極點追蹤補償技術
5.3.3 零點-極點追蹤補償技術
參考文獻
第6章 LDO的輸出噪聲和電源噪聲抑制
6.1 噪聲對LDO性能的核心影響
6.2 LDO輸出噪聲的成因與量化方法
6.3 器件本征噪聲物理機制
6.4 LDO噪聲傳遞路徑與輸出端等效模型
6.5 PSRR機制分析
6.5.1 PSRR的定義與工程價值
6.5.2 影響PSRR的關鍵因素
6.6 PSRR的兩種分析方法
6.7 高PSRR與低噪聲設計技術
6.7.1 本征噪聲抑制技術
6.7.2 PSRR提升技術對比
參考文獻
第7章 LDO的瞬態響應
7.1 LDO瞬態響應的分析
7.1.1 LDO輸出端過沖電壓的分析
7.1.2 誤差放大器輸入電壓範圍和最大輸出電流
7.1.3 第一級放大器對第二級輸入管柵電容充放電分析
7.1.4 第二級放大器對其負載電容充放電分析
7.2 瞬態響應增強電路
7.2.1 擺率提升技術
7.2.2 緩沖阻抗衰減技術
7.2.3 密勒電容補償技術
參考文獻
第8章 LDO的設計實例
8.1 LDO設計基礎
8.2 LDO的DC設計
8.3 LDO的穩定性分析（stb）
8.4 LDO的負載調整率
8.5 LDO的線性調整率
8.6 LDO的噪聲
8.7 LDO的輸出精度
8.8 LDO的PVT仿真
參考文獻
第9章 開關電源管理的基礎
9.1 開關電源管理的介紹
9.1.1 什麼是開關電源
9.1.2 開關電源的工作原理
9.1.3 開關電源的分類
9.2 開關電源的關鍵元件與組件
9.2.1 開關元件
9.2.2 變壓器
9.2.3 控制IC
9.3 開關電源的設計與優化
9.3.1 開關電源設計的基本步驟
9.3.2 開關電源的效率優化
9.4 伏秒平衡、電荷平衡
9.4.1 伏秒平衡
9.4.2 電荷平衡
9.5 DC-DC直流特性
9.5.1 輸入電壓和輸出電壓
9.5.2 效率
9.5.3 輸出紋波
9.5.4 負載調節與線性調節
9.5.5 開關頻率
9.5.6 工作模式：連續導通模式（CCM）與非連續導通模式（DCM）
9.5.7 負載與動態響應
9.5.8 控制方式
9.6 DC-DC交流小信號模型
9.7 DC-DC的電壓模式控制方法