一种基于负载状态的分段式PSM调制模式

脉冲跨调制(PSM)是一种异于PWM、PFM的功率变换调制模式.本文从能量平衡和避免进入音频范围的角度出发,提出一种基于负载状态的分段式PSM调制模式,并给出了该分段式PSM调制模式的工作原理、占空比的设计方法、验证电路和实验结果.该改进模式使PSM成为实用性调制模式,尤其适合于功率集成IC的设计.     

应用于DC/DC变换器的模拟伪三型补偿结构

介绍了一种采用模拟伪三型的补偿电路,该补偿电路可应用于DC/DC变换器中。通过在PWM比较器前把一个产生低频极点的全差分电路和一个产生低频零点的电路相加,得到两个低频零点和一个低频极点,进而得到快速的负载响应速度。在标准CMOS工艺下仿真了一个应用了伪三型补偿结构的DC/DC变换器,结果表明,在400 mA的负载电流阶跃时,负载调整率和线性调整率均小于2%。     

基于二分校准的混合型数字脉宽调制器

提出了一种基于混合型数字脉宽调制器(HDPWM)的带延迟线二分法校准机制的新电路结构,能有效地提高DPWM的线性度。详细介绍了混合型DPWM的工作原理,阐述了基于二分法机制的自校准电路的整体结构。分析了该结构的后仿真结果,并与带延迟锁相环(DLL)结构的DPWM的后仿真结果相比较。在32 MHz的时钟下,该电路成功实现了开关频率为2 MHz的数字DC-DC变换器中的9-bit DPWM。该电路基于0.13μm 1.2V CMOS工艺实现,最大差分非线性(DNL)仅为0.136 LSB,积分非线性(INL)为0.15 LSB。     

基于峰值采样的高速光接收电路设计

设计了一种基于峰值采样原理的高速光接收电路,该光接收电路为克服光电二极管的光电流拖尾现象,引入了峰值采样电路对光脉冲的波峰信号进行检测,解决了传统方案中采用比较器直接比较导致的占空比失真的问题,实现在更高速度下的光探测和信号处理。利用Spice软件对该光接收电路进行了仿真,并对仿真结果进行分析。仿真结果表明:峰值采样电路可准确探测光电流的峰值信号,整体光接收电路可达到20 MHz以上的探测频率,对传统光接收电路占空比失真的问题有较大改善。研究结果对高速应用场合下的光接收电路的发展具有重要意义。     

基于自适应频率DPWM的数字控制Buck变换器

为了用于固定频率电压模PWM控制,提出了一种基于自适应频率DPWM的数字控制Buck变换器。在负载阶跃响应时,DPID的输出值发生改变,以调制PWM信号的占空比;DPWM频率根据输出误差值而变化,提高了PWM信号的调制强度。通过小数分频和检测ADC输出,实现了DPWM频率的变化。采用分段调节的方式,有效改善了电路的瞬态响应。该Buck变换器基于0.18 μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,当负载电流在10~20 A范围变化时,过冲电压降低了5 mV,恢复时间缩短了10.5 μs,下冲电压降低了8 mV,恢复时间缩短了9.6 μs。     

带自适应斜坡补偿的COT控制Buck变换器

提出了一种采用自适应斜坡补偿(ARC)的恒定导通时间控制Buck变换器。引入了两个斜坡电压,实现对电感电流下降斜率的检测;通过负反馈环路调节斜坡斜率,使斜坡斜率跟随电感电流下降斜率的变化。最终斜坡补偿带来的额外极点被固定下来,以便于补偿设计。在此基础上,引入瞬态增强电路,提高了负载阶跃响应速度。在5 V输出电压下,负载从3 A到100 mA阶跃时,输出上冲电压减小了150 mV,恢复时间缩短了10 μs。负载从100 mA到3 A阶跃时,输出下冲电压减小了130 mV,恢复时间缩短了12 μs。     

DCM模态下PSM Boost变换器的能量模型和分岔规律

提出了断续工作模式(DCM)下Boost变换器的能量模型,通过比较基于此能量模型下PWM Boost变换器的输出电压与参考文献中的结果,证明了此能量模型的正确性.基于脉冲跨周调制(PSM)Boost变换器的能量模型,分析了DCM模型下变换器的稳定性;理论分析与住址结果表明DCM模态下的PSM变换器不会出现混沌现象,但会出现分岔现象,且分岔吴现特定规律.文中还给出了PSM Boost变换器的分岔规律及负载电阴的边界条件.     

一种数字COT控制Buck变换器设计

设计了一种基于数字COT控制的DC-DC变换器。通过分时复用的方法,采用单个ADC实现输入/输出电压和误差电压的量化,并通过内部数字信号计算得到电感电流信息。为克服ADC量程和精度之间的矛盾,使用PGA和DAC实现对6 bit ADC量程的扩展。Buck变换器在输入电压3.3 V、输出电压1.8 V、开关频率1 MHz下进行了仿真验证,输入电压阶跃响应时间从276μs/324μs下降到几乎无影响,负载阶跃响应时间达到39μs/39μs,电源调整率为0.14%,负载调整率为0.14%,输出精度达到了4 mV。     

一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO

设计了一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO。采用高增益高带宽的超级跨导结构(STC)的误差放大器,利用动态偏置技术与电容耦合技术,极大地增强了摆率。引入额外的快速响应环路,进一步提升了瞬态响应速度。基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。结果表明,该LDO的最低供电电压为1 V,漏失电压仅为200 mV,可提供最大100 mA的负载电流,能在最大输出电容为100 pF、最低负载为50 μA的条件下保证电路稳定。负载电流在0.5 μs内由50 μA跳变至100 mA时,LDO输出导致的过冲电压和下冲电压分别为200 mV和306 mV。     

一种具有快速瞬态响应的片上LDO

提出了一种全负载范围内具有较高增益和带宽的片上快速瞬态响应的低压差线性稳压器(LDO)。误差放大器采用带瞬态增强的高跨导、高摆率、高输出阻抗STCB结构。推挽式微分器兼具频率补偿和快速瞬态响应功能,在大幅提升LDO瞬态响应速度的同时,节省了补偿电容面积。增加了自适应偏置,缓解了重载下增益和带宽下降的问题。该LDO基于0.5 μm标准CMOS工艺进行设计,芯片面积为0.077 mm²。结果表明,在负载电容为100 pF、压差为100 mV的条件下,该LDO可稳定输出50 μA ~100 mA的负载电流。负载在0.5 μs内以最大电流范围切换时,输出电压变化峰值在300 mV以内。