原標(biāo)題：干貨 教你從電源芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)，看各個(gè)功能是如何實(shí)現(xiàn)的

電源芯片的內(nèi)部設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的過(guò)程，它涉及多個(gè)功能模塊和電路元件的協(xié)同工作。以下是從電源芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)角度，解析各個(gè)功能是如何實(shí)現(xiàn)的：

一、基準(zhǔn)電壓

類似于板級(jí)電路設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)電源，芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為芯片其他電路提供穩(wěn)定的參考電壓。這個(gè)基準(zhǔn)電壓要求高精度、穩(wěn)定性好、溫漂小。芯片內(nèi)部的參考電壓又被稱為帶隙基準(zhǔn)電壓，因?yàn)檫@個(gè)電壓值和硅的帶隙電壓相近，因此被稱為帶隙基準(zhǔn)。這個(gè)基準(zhǔn)電壓是電源芯片正常工作的基礎(chǔ)，它確保了其他電路模塊能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地工作。

二、振蕩器OSC和PWM

開(kāi)關(guān)電源的基本原理是利用PWM（脈寬調(diào)制）方波來(lái)驅(qū)動(dòng)功率MOS管。因此，電源芯片內(nèi)部需要有一個(gè)振蕩器OSC來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)。這個(gè)振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM電路處理后，形成占空比可調(diào)的方波，用于驅(qū)動(dòng)功率MOS管的通斷。PWM電路的設(shè)計(jì)需要考慮到電流模式下的斜坡補(bǔ)償，以確保在占空比大于50%時(shí)，斜坡能夠保持穩(wěn)定。

三、誤差放大器

誤差放大器的作用是為了保證輸出恒流或者恒壓。它通過(guò)對(duì)反饋電壓進(jìn)行采樣處理，將采樣結(jié)果與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號(hào)。這個(gè)誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)MOS管的PWM信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓或電流的控制。誤差放大器的設(shè)計(jì)需要考慮到其增益、穩(wěn)定性和響應(yīng)速度等參數(shù)，以確保電源芯片的輸出能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地跟隨負(fù)載的變化。

四、驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路是電源芯片中用于驅(qū)動(dòng)功率MOS管的部分。它通常由很大面積的MOS管組成，具有強(qiáng)大的電流能力。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)需要考慮到MOS管的開(kāi)關(guān)速度、損耗和可靠性等因素，以確保功率MOS管能夠高效、穩(wěn)定地工作。

五、其他功能模塊

除了上述基本功能模塊外，電源芯片內(nèi)部還包含了一些其他重要的功能模塊，如啟動(dòng)模塊、過(guò)壓保護(hù)模塊（OVP）、過(guò)溫保護(hù)模塊（OTP）、過(guò)流保護(hù)模塊（OCP）等。這些模塊的設(shè)計(jì)都是為了確保電源芯片能夠正常、可靠地工作。

1. 啟動(dòng)模塊：用于啟動(dòng)芯片工作。在上電瞬間，所有晶體管電流可能為0并維持不變，無(wú)法正常工作。啟動(dòng)模塊的作用就是相當(dāng)于“點(diǎn)個(gè)火”，然后再關(guān)閉。

2. 過(guò)壓保護(hù)模塊（OVP）：當(dāng)輸入電壓太高時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)管來(lái)關(guān)斷輸出，避免損壞。通過(guò)比較器可以設(shè)置一個(gè)保護(hù)點(diǎn)，當(dāng)輸入電壓超過(guò)這個(gè)保護(hù)點(diǎn)時(shí)，過(guò)壓保護(hù)模塊就會(huì)觸發(fā)，關(guān)斷輸出。

3. 過(guò)溫保護(hù)模塊（OTP）：為了防止芯片異常高溫?fù)p壞，利用晶體管的溫度特性然后通過(guò)比較器設(shè)置保護(hù)點(diǎn)來(lái)關(guān)斷輸出。

4. 過(guò)流保護(hù)模塊（OCP）：在輸出短路的情況下，通過(guò)檢測(cè)輸出電流來(lái)反饋控制輸出管的狀態(tài)，可以關(guān)斷或者限流。利用晶體管的電流和面積成正比來(lái)采樣，一般采樣管的面積會(huì)是輸出管面積的千分之一，然后通過(guò)電壓比較器來(lái)控制MOS管的驅(qū)動(dòng)。

六、晶體管工作狀態(tài)設(shè)置

在電源芯片內(nèi)部，每一個(gè)晶體管的工作狀態(tài)都是通過(guò)偏置電流來(lái)設(shè)置的。恒流源電路可以說(shuō)是所有電路的基石，帶隙基準(zhǔn)也是因此產(chǎn)生的。然后通過(guò)電流鏡來(lái)為每一個(gè)功能模塊提供電流，電流鏡就是通過(guò)晶體管的面積來(lái)設(shè)置需要的電流大小，類似鏡像。

綜上所述，電源芯片的內(nèi)部設(shè)計(jì)涉及多個(gè)功能模塊和電路元件的協(xié)同工作。這些功能模塊和電路元件共同實(shí)現(xiàn)了電源芯片的穩(wěn)壓、恒流、保護(hù)等功能，確保了電源芯片能夠正常、可靠地工作。