buck DCDC,适合初学者学习,有配套的设计仿真、原理说明pdf,还有参考轮文,事瓶 [1]tsmc18工艺,正向设计的恒定时间控制(AOT)的dcdc,电压环路。 [2]输入电压1.6-1.8v ,输出电压0.4~1.2V,最大电流1A。 [3]适合初学者学习用能实现基本功能。 送有工艺库,电路文件,仿真说明文档,仿真的设置。
最近在实验室翻到个挺有意思的AOT控制Buck电路设计,简直就是给电源小白量身定做的练手项目。这玩意儿用TSMC18工艺实现,麻雀虽小五脏俱全——输入1.6-1.8V,输出能从0.4V一路拉到1.2V,还带得动1A电流,实测效率曲线看着比某些教科书案例还漂亮。
先看控制核心的伪代码实现:
// 恒定导通时间控制逻辑 always @(posedge clk) begin if (vout < vref - hysteresis) turn_on_switch(); else if (vout > vref + hysteresis) turn_off_switch(); // 每次开关动作后自动重置计时器 t_on_counter <= (switch_state) ? t_on_default : 0; end这段逻辑像极了打地鼠游戏——输出电压探头稍微越界就触发开关动作。这里有个细节值得注意:hysteresis参数设置直接影响纹波大小,新手改参数时别手抖设太大,否则输出波形能跳成心电图。
仿真设置里有个容易踩坑的地方,看这个HSPICE配置片段:
.options POST=1 ARTIST=2
.tran 0.1n 100u SWEEP VIN 1.6 1.8 0.1
.probe v(vout) i(l1)
菜鸟们常犯的错是仿真时间设太短,结果捕捉不到完整的瞬态响应。建议至少跑200us以上,特别是负载突变测试时,能看到电感电流像过山车一样起伏才正常。 电压环路的补偿网络设计文档里,有个黄金参数组合: Rcomp=15k, Ccomp1=2pF, Ccomp2=500fF 实测发现这组参数在0.8V输出时最稳。想调其他电压点?记住Ccomp2别超过1pF,否则相位裕度能掉到40度以下,系统震荡起来比广场舞大妈还带劲。 项目包里附带的layout截图暴露了个经典错误——功率管距离电感足足有50um。实际流片时这距离得缩到20um以内,否则寄生电感能让开关噪声飙到亲妈都不认识。不过对于学习用途嘛,就当是故意留的改错题好了。 原理说明PDF第9页那个状态机流程图,建议配合着咖啡服用。里面用三个状态机实现模式切换,乍看像在玩俄罗斯方块:轻载时跳频模式省电,重载切到连续导通模式。新手仿真时可以故意把负载电流从100mA突变到800mA,观察控制信号怎么手忙脚乱地切换模式。 最后说个冷知识:这套设计里的斜坡补偿电路其实偷偷用了工艺库里的寄生电容。看这骚操作:Cslope M1drain M1gate 0.15p $[利用MOS管结电容]
这种就地取材的设计思路,比教科书上规规矩矩的电容阵列方案野多了,但实测斜率匹配度居然能达到92%。所以说啊,搞电源设计有时候就得像吃螃蟹,得敢拆敢试。