智能电表用DC-DC电源芯片寿命预测及失效分析

为了评估电源芯片是否满足可靠性要求。设计了DC-DC电源芯片的可靠性加速寿命试验,选取温度、湿度和电压作为综合加速应力,根据Eyring理论模型,模拟预测出现场运行10年后,电源芯片的累计失效率远远超过电能表寿命保证期内允许的累计失效率0.65%的要求。分析其失效根源,确认制作过程中,夹头倾斜导致制作的BLT(胶层厚度)厚度存在几乎为0的情况,造成PIN脚(电源芯片的金属管脚)与GND之间无胶层而存在接触短路。

电流模控制高效同步DC-DC芯片设计

采用0.18μm工艺设计一款同步高效降压型DC-DC电源芯片。为了实现快速响应、提高转换效率以及减小芯片面积的目的,该芯片采用电流模控制,应用电压外环与电流内环双环控制方式实现电路的快速响应和系统环路的稳定性。带补偿的电流检测电路能有效提高采样速度与精度。采用死区缓冲技术设计死区时间可调的缓冲器,并对误差放大器中补偿网络的电容采用电容倍增技术。仿真和测试结果表明,该芯片最高转换效率可达95%,平均转换效率为91.5%,输出纹波仅为0.3 mV,芯片面积约为1.2 mm~2,可广泛用于各类便携式电子产品中。