一种峰值电流模式下的轻载高效Buck转换器设计

提出了一种峰值电流模PWM下的轻载高效Buck DC-DC控制方案,该方案采用了峰值电流开关和采样保持电路,实现宽负载范围内很高的转换效率.其中峰值电流开关用以检测负载电流大小,作为轻载或者重载模式的判定;采样保持电路会在轻载模式下工作,通过控制误差信号的变化量来循环开启或者关闭转换器,完成对转换器的开关频率调制.采用0.5μm BCD工艺,仿真结果显示在输入电压12V,输出电压3.3V下,最高有96%的转换效率,而在10mA负载下依然能保持80.3%的转换效率.     

轻载高效BUCK转换器的负载自适应控制方案

提出一种适用于电流模式降压型DC-DC转换器的负载自适应方案(LAM).该方案在宽负载范围内具有高效率.采用误差信号与负载自适应的门限做比较,判定转换器工作模式,根据负载电流的大小使开关工作在PWM模式或轻载模式.在轻载模式下,通过循环开启或者关闭振荡器来降低转换器的开关频率,减少开关损耗和静态功耗.对负载自适应阈值,电感峰值电流和负载电流之间的关系进行了分析和推导.采用0.5μm BCD工艺,仿真结果显示在输入电压12V,输出电压3.3V,负载较轻时,转换器进入LAM模式,转换效率大大高于同样负载下的PWM模式,特别是在ILoad=10mA时,PWM模式的转换效率只有45.6%,而LAM模式的转换效率棕80.1%.     

一种应用于双相峰值电流模Buck的轻载模式

设计了一种双相位峰值电流模控制、具有大负载能力的降压稳压芯片。通过双相位的工作,保证了芯片在重载下具有较高的效率。同时,为了防止在轻载下两个相位的工作引入额外的开关损耗,提出了一种轻载模式。通过利用电流模控制模式中电压环路内误差放大器产生的控制电压来检测实际负载的大小,实现相位的切换以及在更低负载下的断续导通降频工作模式。基于0.35μm BCD工艺进行仿真设计。仿真结果表明,在输入电压12 V,输出电压1 V,开关频率500 kHz,最大负载20 A下,与传统单通道峰值电流模比较,重载20 A下的效率可以提升3个百分点,轻载0.5 A下的效率可以提升10个百分点。     

Diodes降压型转换器提升轻载效率

Diodes公司（Diodes Incorporated）推出采用了轻载效率改善算法的同步直流-直流降压型转换器AP6550及AP6540,两款产品分别提供4 A和5 A的连续负载电流,效率可高达96%。新器件的电流模式控制具有快速瞬态响应及简易的环路稳定能力,从而在分布式负载点功率管理应用内确保可靠的线性和负载调整率。     

适用于轻载高效BUCK转换器的自举电路设计

提出了一种高压Buck转换器自举供电电路。该电路直接由芯片外部电源对自举电容充电,具有快速响应和大驱动电流等特点,满足大尺寸N型功率开关管的驱动要求。本设计适用于具有轻载高效模式的高压Buck转换器,在高端和低端开关管不工作时,能较好地对自举电容充电,解决了传统自举电路在低端管不工作时,无法稳定调节自举电压的问题。采用0.25 μm UMC工艺库仿真,结果显示,只需满足输入电压要求,即使低端开关管不工作,且负载具有较高电压时,该电路也能将自举电压维持在3.6 V以上,提高了转换器的可靠性。     

基于多频脉冲序列控制Buck变换器的研究

针对开关变换器双频率控制技术存在的输出电压纹波大、输出功率范围窄等缺点,研究电压型多频率脉冲序列控制方法,该方法通过四组预设控制脉冲,实现开关变换器输出电压的调节。对多脉冲序列控制Buck变换器在电感电流连续导电模式（Continuous Conduction Mode,CCM）和电感电流断续导电模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）下的工作特性进行分析,重点研究了在DCM 模式下Buck变换器多频率控制。最后,分析了DCM Buck变换器工作在稳态时脉冲序列的组合方式,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计

针对采用斜坡补偿的峰值电流控制Buck型DC-DC变换器设计,由输入电压及工作温度的差异造成的对输出带负载能力和峰值电流严重影响的问题,提出一种新颖的可提高电路带载能力的补偿设计.通过在斜坡补偿模块中加入一个随输入电压线性变化的基准源,补偿输入电压变化对采样与斜坡补偿峰值电压的影响.同时,采用不同的工艺对反馈环中的比例...     

交错并联Buck中耦合电感的设计

针对开关电源系统对功率密度等级不断提高的要求,为进一步发挥交错并联技术的优势,本文以减小输出电流纹波和改善动态特性为目标,对大占空比条件下交错并联Buck电路中的耦合电感进行了详细分析和计算。通过软件仿真验证,得出了耦合系数和占空比对电路性能的具体影响,耦合系数的取值应尽量接近-1,从而为耦合电感的设计提供了理论依据。     

带纹波控制的全载高效率DC-DC变换器的设计

便携式通信设备对DC-DC变换器的轻载效率及输出电压纹波的要求较高,轻载时,降低频率可以提高效率,但会带来纹波的恶化。针对这种缺陷,深入研究了轻载下纹波与频率之间的关系,得到一种降低纹波的新颖方法—带电感电流峰值控制的PFM技术。基于CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,完成了电路设计。仿真结果表明,与传统PFM相比,该方法显著减小了轻载时的输出电压纹波,减小幅度最高可达80%。     

高轻载效率PSM纹波优化降压型转换器的设计

提出了一种新型的PSM模式同步降压转换器。轻载时,通过将内部绝大多数模块关闭的方式,减小了静态电流和静态功率损耗,提高了效率。此外,通过Rdson控制技术减小了PMOS功率管的个数,通过增大Rdson,有效降低了轻载DCM模式下的输出纹波。电路采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计并流片,测试结果显示,在4.2 V输入、3.3 V输出下,10 mA轻载时的效率达到93%;负载从10 mA到500 mA变化时,输出纹波为50~90 mV,与设计仿真值相符。     

自适应开启时间的Buck型DC-DC控制器设计实现

设计了一种基于自适应开启时间(adaptive on-time, AOT)控制的Buck型DC-DC控制器电路,利用输入电压前馈和输出电压反馈技术来获得开启时间,并提出了一种充电电流补偿和充电时间超前电路,校正了开启时间的线性度.AOT控制保证了转换器在无需内部振荡器的条件下,工作于固定频率脉冲宽度调制模式,并改善了输出电压的纹波特性.AOT控制使系统在负载阶跃时能够连续开启最小关断时间的开关周期或连续关断,从而快速调节电感电流,极大地提高了系统的瞬态响应速度.自动跳跃式脉冲频率调制模式,有效地改善了轻负载下的转换效率.芯片采用UMC 0.6μm BCD工艺投片验证,并出了详细的测试结果.     

自适应开启时间的Buck型DC-DC控制器设计实现

设计了一种基于自适应开启时间(adaptive on-time, AOT)控制的Buck型DC-DC控制器电路,利用输入电压前馈和输出电压反馈技术来获得开启时间,并提出了一种充电电流补偿和充电时间超前电路,校正了开启时间的线性度.AOT控制保证了转换器在无需内部振荡器的条件下,工作于固定频率脉冲宽度调制模式,并改善了输出电压的纹波特性.AOT控制使系统在负载阶跃时能够连续开启最小关断时间的开关周期或连续关断,从而快速调节电感电流,极大地提高了系统的瞬态响应速度.自动跳跃式脉冲频率调制模式,有效地改善了轻负载下的转换效率.芯片采用UMC 0.6μm BCD工艺投片验证,并出了详细的测试结果.     

一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路

设计电流模脉冲宽度调制直流转换器时,人们广泛采用斜坡补偿电路来消除谐波振荡.提出了一种基于峰值电流模直流电压转换器的斜坡补偿电路,在不影响PWM时钟斜率的情况下,该斜坡补偿具有稳定、易于叠加的特点.该电路采用0.6μm线宽的标准CMOS工艺仿真.     

一种带纹波补偿和效率优化的1500mA，10MHz导通时间控制降压型转化器

本文叙述了一种由自适应导通时间控制的1500mA,10MHz降压型转换器。文中提出的低成本纹波补偿技术和自适应导通时间产生电路分别解决了系统稳定性和频率变化问题。同时,一种自适应功率管分段技术被用于优化整体效率,特别是重负载下的效率。该转换器电路采用2P4M 0.35微米CMOS工艺流片验证。外部使用0.47μH电感和4.7μF电容以减小转换器成本,并保证输出纹波小于10mV。测试结果显示,负载跳变时的过冲为8mV每200mA,DVS性能为16μs/V上升和20μs/V下降。由于自适应功率管分段技术和PFM作用,转换器在20mA到1500mA范围内的整体效率保持在81%以上,同时峰值效率可达88.43%。     

数字控制PFM/PWM混合型DC-DC开关电源

结合脉冲频率调制(PFM)和脉冲宽度调制(PWM)的特点,设计了一种混合型的降压DC-DC控制器,提高了全负载情况下的效率,并进行了多种低功耗设计,轻负载时效率提高。控制器的PWM采用数字化PID控制,PFM采用电压电流的双环反馈控制,在1mA~2A的宽负载范围内效率为80%~92%。