用于相变存储器的高效开关电容电荷泵

提出一种应用于相变存储器芯片的新型开关电容电荷泵。对于16 位的相变存储器芯片,系统擦写时间大于100 ns,电荷泵的驱动能力至少为60 mA。相比于传统开关电容电荷泵,该电荷泵根据负载电流大小自动生成一个使能信号,该信号通过控制升压模块功率管的开启与关断来调节输出电压,最终将输出电压控制在一个允许的范围内波动。采用40 nm CMOS工艺对电荷泵进行设计和仿真,结果表明在5 mA负载时,电源效率为87%,输出纹波为2.84 mV;负载电流从0 mA变化到60 mA时,电源效率皆高于82%;负载电流变化在300 mA/μs时,输出瞬态响应时间为1.63 μs,满足相变存储器芯片的使用要求。     

用于相变存储器的自适应1.5X/2X/3X高效电荷泵

针对相变存储器中编程驱动电路的电源效率问题,设计了一种1.5X/2X/3X自适应高效电荷泵,电路采用跳周期模式稳定输出电压.在中芯国际0.18 μm标准CMOS工艺模型下,对电路进行了仿真.结果表明,在输入电压为2.2～4.8 V时,输出5V电压,最大负载电流为10mA,电源效率最高可达94％.     

应用于Flash存储器的一种高效低纹波电荷泵设计

针对交叉耦合型电荷泵电荷回流的问题,本文提出了一种新型六相位电荷泵结构,电荷泵的主体由3个NMOS管和3个泵电容组成。考虑到时钟驱动能力对电荷泵性能的影响,设计通过增加额外的时钟驱动模块实现四相位到六相位的时钟转换,从而减小电荷泵的上升时间并改善输出电压。此外,电路采用并联双支路结构减小输出电容的充放电时间间隔,以减小输出纹波。基于0.13μm工艺的仿真结果表明,在时钟频率为20MHz,负载电容为50pF,负载电流为300μA的条件下,该电路可以实现3.3V到15V的电压转换,效率可达到67.7%,输出纹波仅为38.5mV。     

一种高效低纹波双端输出的电荷泵设计

针对传统电荷泵电压损耗严重和输出纹波较高的缺点,本文提出了一种高效低纹波双端输出电荷泵。该电荷泵基于传统电荷泵做了结构上的改进,利用栅压驱动,减小输出纹波,达到正反相倍压输出,并设计一款稳定高驱动能力的振荡器电路,振荡器电源由电荷泵输出端直接自给,降低了电压损耗,提高了转换效率。电荷泵电路基于0.6 μm CMOS工艺进行设计与仿真,仿真结果表明改进型电荷泵启动稳压时间仅为51 μs,在常规电源电压2.8~5 V均可达到正反相倍压的目的。典型电源电压3.3 V,负载电流10 mA条件下,输出V+可达6.2 V,V-可达-6 V,纹波仅为15 mV,具有转换效率高,稳压输出的优点,改善了性能指标。       

采用动态环路调整的多模式低纹波低纹波电荷泵的设计

In order to improve efficiency and reduce the output ripple, a novel multi-mode charge pump is presented. The proposed charge pump includes dual-loop regulation topology-skip and linear modes. It consumes low quiescent current in skip mode for light loads, and produces low ripple in linear mode for heavy loads, which closes the gap between linear mode and skip mode with active regulation; a multi-mode charge pump employing the technique has been implemented in the UMC 0.6-μm-BCD process. The results indicate that the charge pump works well and effectively; it has low ripple with special regulation, and minimizes the size of the capacitance, then decreases the area of the PCB board. The adjustable output of the positive charge pump is 10-30 V, and the maximum output ripple is 100 mV when the load current is 200 mA. The line regulation is 0.2%/V, and load regulation is 0.075%.     

一种提高效率和减小电压纹波的电荷泵

提出了一种经稳压后的电荷泵架构,通过改进传统四相位电荷泵的输出级使效率提高了5%,通过改进传统的控制时钟方案使输出电压纹波降低了38%,已在和舰0.18μm三阱CMOS工艺中得到实现.     

一种用于AMOLED显示驱动芯片的电荷泵设计

基于开关电容系统理论,设计了一种多通路输出的电荷泵,为AMOLED显示驱动芯片中的源驱动和栅驱动电路提供电源电压.使用混合调制模式,根据源驱动和栅驱动的等效负载情况,分别设计相应的环路调制电路,在实现恒压输出的同时,降低VDH纹波电压与电源噪声,提高功率效率.基于0.18μm HVCMOS工艺的仿真结果表明,电路能够获...     

基于电荷泵的倍增/反向双输出电压转换设计与实现

为了解决目前基于电荷泵的开关电容电压转换芯片功能较为单一的问题,基于Dickson经典电荷泵结构,匹配四路双极型晶体管开关同时实现对输入电压的倍增输出以及倍增后的电压反向。四路二极管充作开关来使用,在降低开关器件导通电压的同时简化了开关电路,缩小了电路的尺寸,并降低了电路的功耗。基于国内某工艺线的40 V互补双极型工艺,设计并制作了带正/负两路输出的开关电容电荷泵电压转换器芯片电路。流片测试结果表明：当电源电压为4 V（负载电流为0 mA、+10 mA）、5 V（负载电流为±10 mA）、9 V（负载电流为+10 mA）、10 V（负载电流为-10 mA）以及11 V（空载）时,输出电压均满足设计指标。     

用于TFT-LCD液晶显示的可调电荷泵设计

为了满足TFT-LCD液晶显示的驱动要求,设计了一种通过控制饱和区MOS管的导通电阻来调节输出电压的可调电荷泵。与传统的电荷泵相比,该电荷泵通过负反馈系统进行控制,具有输出可调、最少外围器件、低纹波、易于集成等优点。采用此可调电荷泵电路的芯片已在UMC0.6μm-BCD工艺线投片,测试结果表明,该可调电荷泵电路工作良好,独特的稳压方式使得电荷泵输出纹波降至最低,并且电荷泵的电容尺寸小,从而减小了整个系统的PCB面积,可调电荷泵正电压输出范围为10～30V,负电压输出范围为-5～-30V,负载电流为50mA时,输出纹波为27mV,可调电荷泵的整体效率可达80%。     

采用TPS60100电荷泵设计超低纹波DC/DC升压变换器

TPS60100是美国TI公司推出的新型低噪声电荷泵器件,具有输出纹波小、输出电流大、无需电感器等特点,可广泛应用于小体积电池供电设备.本文提出了一种采用TPS60l00电荷泵设计超低纹波DC/DC升压变换器的方法.     

Design and implementation of a switched capacitor-based embedded hybrid DC–DC converter

The binary coded form of minterms for both minterms and reduced minterms is used in a very simple method for searching for prime implicants of logic functions. It only requires XOR and comparison operations.     

TPS601XX系列低波纹电荷泵DC/DC变换器原理与应用

简要分析了TPS601XX系列芯片功能,特性和工作原理。     

基于低压CMOS工艺的新型负电压型电荷泵电路

采用UMC 0.18 μm 1.8 V/3.3 V CMOS工艺设计并流片验证了一个应用于生医刺激器的新型负电压型电荷泵电路.介绍了几种典型的负电压型电荷泵电路,比较其优缺点,在此基础上设计了一个新型4级交叉耦合型负电压电荷泵.和现有的结构相比,该电路在启动过程和工作过程中都不存在过压问题,器件任意两端口之间的电压均小于电源电压VDD,同时降低了MOS器件衬底效应、反向漏电流对电荷泵效率的影响.电荷泵的电容采用MIM电容,升压电容为50 pF,输出电容为100 pF.芯片面积为2.3 mm×1.3 mm,测试结果表明负电压型电荷泵电路输出电压为-10.3 V,系统最高效率为56％.当输出电流为3.5 mA时,输出电容为100 pF时,纹波电压为150 mV.     

变频和脉冲跳变双模式控制电荷泵的建模和实现

提出了一种高性能电荷泵的建模和设计实现方法.为了实现在大的负载电流变化范围内具有高转换效率和低输出电压纹波,提出了变频模式(VFM)和脉冲跳变模式(PSM)双模式控制的电荷泵,并建立了相应的数学模型以方便设计参数的分析和选取.芯片采用TSMC0.35 μm标准CMOS数模混合工艺进行设计制造,总面积约为1.4 mm×1.5 mm.测试结果表明,所设计的电荷泵在全负载电流范围内(5 ～ 100 mA)能够实现双模式的自动切换,取得较低电压纹波和较高效率,达到了设计预期,从而验证了变频和脉冲跳变双模式控制电荷泵的可行性.     

一种新型交错并联同相降压升压DC/DC转换器

为了有效降低电流纹波和提高转换器效率,提出一种新型交错并联同相降压升压DC/DC转换器。提出的结构通过采用输入/输出（I/O）磁耦合交错并联和阻尼网络技术,降低了开关的电压应力、内部电压振荡和I/O电流纹波,并提升了转换器的效率。采用状态空间平均法,在连续导通模式下分析了提出转换器的稳态运行,从理论上证明了其优势。样机的功率设置为360W,输出电压为36 V,模拟结果以及实验结果显示,当输出电流为6A时,转换效率最高达到96%,最大输入电流纹波百分比仅为9.4%,相较于其他类似转换器,提出的转换器具有效率较高和I/O电流纹波较低的优势。     

两象限变频器直流电容纹波电流分析与抑制研究

两象限变频器直流环节设计的好坏决定着变频器整机性能优劣以及可靠性高低,而直流环节的设计又是以直流电容的选型设计为主.为了稳定中间环节直流电压,使其波动在所要求的设计范围之内,在进行直流电容选型时,设计者通常会选用容量大的电解电容.但电解电容额定纹波电流小,为保证电容的使用寿命,采取一定措施抑制电容纹波电流显得十分必要.本文通过对两象限变频器直流电容纹波电流进行分析,提出了添加直流电感抑制电容纹波电流的方法,并分别给出了计算电容纹波电流的数学解析式,最后通过MATLAB仿真验证了理论分析的正确性.