電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
本文將以DC/DC降壓電源芯片為例具體解說一顆電源芯片的內部設計，它和板級的線路設計有何異同？芯片內部的參考電壓又被稱為帶隙基準電壓，值為1.2V左右。同時開關電源的基本原理是利用pWM方波來驅動功率MOS管。
這是一顆電機驅動芯片的內部版圖（類比如pCB的LayOut）顏色是依據不同材質結構染的色。
可以看到芯片的內部結構也和pCB設計一樣，模塊結構布局清晰明了，接下來我們看看芯片的內部線路圖是要怎么樣設計的，和板級的線路設計有何異同。以TI的一顆常用芯片LM2675為例，打開DataSheet，首先看框圖：
這個圖蘊含了電源芯片的內部全部單元模塊，BUCK結構我們已經很理解了，這個芯片的主要功能是實現對MOS管的驅動，并通過FB腳測試輸出狀態來形成環路控制pWM驅動功率MOS管，實現穩壓或者恒流輸出。這是一個非同步模式電源，即續流器件為外部二極管，而不是內部MOS管。
類似于板級電路設計的基準電源，芯片內部基準電壓為芯片其他電路提供穩定的參考電壓。這個基準電壓要求高精度、穩定性好、溫漂小。芯片內部的參考電壓又被稱為帶隙基準電壓，因為這個電壓值和硅的帶隙電壓相似，因此被稱為帶隙基準。這個值為1.2V左右，如下圖的一種結構：
這里要回到課本講公式，pN結的電流和電壓公式：
可以看出是指數關系，Is是反向飽和漏電流（即pN結因為少子漂移造成的漏電流）。這個電流和pN結的面積成正比！即Is-》S。
如此就可以推導出Vbe=VT*ln（Ic/Is）！
回到上圖，由運放分解VX=VY，那么就是I1*R1+Vbe1=Vbe2，這樣可得：I1=△Vbe/R1，而且因為M3和M4的柵極電壓相同，因此電流I1=I2，所以推導出公式：I1=I2=VT*ln（N/R1）N是Q1Q2的pN結面積之比！
這樣我們最后得到基準Vref=I2*R2+Vbe2，關鍵點：I1是正溫度系數的，而Vbe是負溫度系數的，再通過N值調節一下，可是實現很好的溫度補償！得到穩定的基準電壓。N一般業界按照8設計，要想實現零溫度系數，依據公式推算出Vref=Vbe2+17.2*VT，所以大概在1.2V左右的，目前在低壓范疇可以實現小于1V的基準，而且除了溫度系數還有電源紋波抑制pSRR等問題，限于水平沒法深入了。最后的簡圖就是這樣，運放的設計當然也非常講究：
如圖溫度特性仿真：
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