嵌入式开关电容DC-DC变换器的新颖控制技术

提出了一种针对单片集成开关电容DC-DC变换器进行优化的设计方案.阐述了开关电容DC-DC变换器电路的拓扑结构及其基本工作原理,给出了单片集成开关电容DC-DC变换器的等效电阻控制方法.考虑到集成工艺的兼容性问题,在电路设计时,用n沟MOSFET替代二极管;为了改善变换器的输出特性,在标准2μm p阱双层多晶硅单层金属CMOS工艺中增加了一次MOSFET阈值电压的调整步骤,实现了升压开关电容DC-DC变换器的单片集成.芯片面积为0.4mm2,测试结果显示,在变换器输入电压为3V,输出电压为5V,电路开关频率为9.8MHz时,输出功率为0.63mW,效率达到68%.     

用CMOS工艺改善集成开关电容DC-DC变换器的特性

介绍了一种具有改进电路结构和改进工艺的单片集成3.3V/1.2V开关电容DC-DC变换器,其控制脉冲频率和固定导通比分别为10MHz和0.5.为了提高变换器的输出电流,采用CMOS工艺来制造电路中的开关器件和改进的互补型电路结构.使用Hspice电路仿真软件得到的仿真结果表明改进变换器的单个单元电路和互补型电路可使输出电流分别达到12.5mA和26mA,且后者的功率转换效率为73%,输出电压纹波小于1.5%.变换器在日本东京大学的标准Rohm 0.35μm CMOS工艺线上投片试制,测试结果显示,使用CMOS开关的变换器单元电路的输出电流为9.8mA.     

用CMOS工艺改善集成开关电容DC-DC变换器的特性

介绍了一种具有改进电路结构和改进工艺的单片集成3.3V/ 1.2 V开关电容DC- DC变换器,其控制脉冲频率和固定导通比分别为10 MHz和0 .5 .为了提高变换器的输出电流,采用CMOS工艺来制造电路中的开关器件和改进的互补型电路结构.使用Hspice电路仿真软件得到的仿真结果表明改进变换器的单个单元电路和互补型电路可使输出电流分别达到12 .5 m A和2 6 m A,且后者的功率转换效率为73% ,输出电压纹波小于1.5 % .变换器在日本东京大学的标准Rohm 0 .35 μm CMOS工艺线上投片试制,测试结果显示,使用CMOS开关的变换器单元电路的输出电流为9.8m A.     

适合集成开关电容DC-DC变换器的浮地电容倍增器

针对在集成电路中制作大容量电容器的困难，提出了一种利用电流传输器提高集成电容器容量的方法，称之为连续可变浮地电容倍增器。分析了电容倍增的机理，建立了相应的关系式，在此基础上对用此浮地电容构成的一阶滤波器和开关电容DC-DC变换器进行了理论分析和PSPICE仿真。结果表明，利用电流传输器的阻抗变换作用，可使小容量的电容等效变换为较大容量的浮地电容，从而便于开关电容DC-DC变换器实现全单片集成。     

单周期控制开关电容DC-DC变换器

传统的开关电容DC-DC变换器通常采用PWM控制方法，以输出电压或者开关管的电流作为反馈信号来调节占空比，然而占空比信号的变化不能即时跟随输入电压或负载的变化，因而PWM控制方法的动态调节响应较慢。单周期控制方法是一种非线性控制技术，该技术利用开关变换器的非线性特点，对开关变量平均值实现即时的动态控制，只需在一个开关周期之内就能使开关变量平均值达到稳态，因而具有较快的响应速度。本文介绍了单周期控制方法的基本原理，并将该方法应用于一个恒定频率的升压(5V／12V)开关电容DC-DC变换器的控制．仿真结果轰明该方法是可行的。     

开关电容DC-DC变换器的设计方法

在对开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器进行稳态分析的基础上,研究了面向设计的几个关键技术问题,提出了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的设计方法,并通过了实验和仿真的手段加以验证。     

开关电容DC-DC变换器的最佳控制方法

在采用等效电量关系法对开关电容DC-DC变换器进行分析的基础上，研究了脉冲宽度调制（PWM）和频率调制（FM）的关系．得出开关电容DC-DC变换器的统一等效电路并指出：对开关电容DC-DC变换器，无论采取什么控制方法，都是能耗控制，因此级联低压差线性稳压器是一种最佳的控制方式．     

用开关电容网络改善DC-DC变换器性能的研究

将串并电容组合结构,极性反转开关电容网络和推挽开关电容网络和ｂｕｃｋ,ｂｏｏｓｔ,Ｃｕｋ及ｂｕｃｋ－ｂｏｏｓｔ等传统ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,构成一系列新的变换器拓扑结构。理论分析和实验结果秀助于提高具有悬殊电压变化比的ＤＣ－ＤＣ变换器的工作频率和动态响应,还能拓宽变换器的电压变换范围。     

采用有源电容倍增器改善开关电容DC-DC变换器的性能

研究了开关电容DC-DC变换器输出电压与电容的关系,分析了变换器输出电压波纹产生的原因.针对变换器中大电容难集成的问题,提出了一种基于跨导放大器和第二代电流传输器的有源电容倍增器的新型拓扑结构.该电路只用较少的元件就可以实现开关电容变换器中的浮地和接地电容.以二阶开关电容DC-DC变换器为例,用PSPICE软件分别对采用了有源电容倍增器的新型结构和传统结构进行了仿真.结果显示,基于有源电容倍增器的开关电容变换器仅用100pF电容就等效了200nF电容的输出性能,而且具有更低的输出电压波纹.     

开关电容boost—buck功率因数校正组合开关变换器

文章提出了一种基于开关电容网络的boost-buck组合开关变换器,当其输入环节工作在不连续导电模式（DCM）时,具有功率因数校正（PFC）功能,详细分析了这类变换器的工作原理、临界条件、输入输出电压变比以及各器件的应力。实验结果与理论分析相符。     

一种适用于DC-DC变换器的新型混合式数字脉宽调制器

提出了一种新型的适用于DC-DC变换器的混合式数字脉宽调制器.该脉宽调制器基于混合环路振荡器/计数器的结构.与已有的延迟线/计数器结构相比,由于该数字脉宽调制器采用了温度/工艺补偿技术和一种新型的数字控制器,使其不仅可为DC-DC变换器提供一个不随温度/工艺角变化的时钟,而且可以工作在更高的时钟频率,适用于高频应用场合.后仿结果表明该混合式数字脉宽调制器工作的时钟频率町达到156.9MISIz,并且在0～100℃的温度范围内及所有工艺角下的最大偏移只有±9.4%.     

一种适用于DC-DC变换器的新型混合式数字脉宽调制器

提出了一种新型的适用于DC-DC变换器的混合式数字脉宽调制器.该脉宽调制器基于混合环路振荡器/计数器的结构.与已有的延迟线/计数器结构相比,由于该数字脉宽调制器采用了温度/工艺补偿技术和一种新型的数字控制器,使其不仅可为DC-DC变换器提供一个不随温度/工艺角变化的时钟,而且可以工作在更高的时钟频率,适用于高频应用场合.后仿结果表明该混合式数字脉宽调制器工作的时钟频率町达到156.9MISIz,并且在0～100℃的温度范围内及所有工艺角下的最大偏移只有±9.4%.     

一种适用于低电压模数转换器的新型采样开关

提出了一种适用于低电源电压的新型高线性度采样开关.与传统低电压采样开关相比,这种新型采样开关不仅消除了MOS开关由于栅源电压随输入信号变化所引入的非线性,而且进一步消除了MOS开关由于阈值电压随输入信号变化引入的非线性.这是通过采用一个与采样MOS开关具有相同阈值电压的"复制"开关得以实现的.基于Chartered 0.35μm标准CMOS工艺,文中设计了一个此类新型MOS采样开关,在输入信号为0.2MHz正弦波,峰峰值为1.2V,采样时钟频率为2MHz时,无杂散动态范围达到111dB,比栅压自举开关提高了18dB;同时导通电阻的变化减小了90%.这种新型采样开关特别适用于低电压,高精度模数转换器.     

A Novel Sampling Switch Suitable for Low-Voltage Analog-to-Digital Converters

提出了一种适用于低电源电压的新型高线性度采样开关.与传统低电压采样开关相比,这种新型采样开关不仅消除了MOS开关由于栅源电压随输入信号变化所引入的非线性,而且进一步消除了MOS开关由于阈值电压随输入信号变化引入的非线性.这是通过采用一个与采样MOS开关具有相同阈值电压的"复制"开关得以实现的.基于Chartered 0.35μm标准CMOS工艺,文中设计了一个此类新型MOS采样开关,在输入信号为0.2MHz正弦波,峰峰值为1.2V,采样时钟频率为2MHz时,无杂散动态范围达到111dB,比栅压自举开关提高了18dB;同时导通电阻的变化减小了90%.这种新型采样开关特别适用于低电压,高精度模数转换器.     

一种基于嵌入式ADC应用的运算放大器IP核

介绍了一种适用于嵌入式模拟／数字转换器（ADC）应用的全差分低功耗性能可调运算放大器IP核。该运放芯核采用TSMC 0．25μm标准数字CMOS工艺设计。基于BSIM3V3 Spice模型，采用Hspice在2．5V单电源电压下，分别对整个电路在几组不同的偏置条件下进行仿真，其中一组偏置在低频增益为74dB，相位裕度为60°，单位增益带宽为107MHz，摆率为210V／μs时，整个电路的静态功耗仅为1．75mW。     

单片集成直流-直流转换器的效率提高方法

采用SMIC 0.13μm CMOS工艺,设计实现了开关频率达到250 MHz,单片集成的降压型电源转换器。为了提高电源转换效率,该转换器中的片上电感采用非对称性设计方法,提高了电感的品质因数。采用了高密度片上滤波电容来稳定输出电压,同时对单位电容尺寸的优化设计减小了电容的等效串联电阻以及输出电压纹波。测试结果表明,芯片输入电压为3.3 V,当输出2.5 V电压时,峰值效率达到了80%,最大输出电流达到270 mA;当输出1.8 V电压时,峰值效率达到了70%,最大输出电流达到400 mA。     

一种用于升压型DC/DC变换器的低压带隙基准源

设计了一种应用于升压型DC/DC转换器芯片的高精度、低电压、低功耗带隙基准电压源,包含恒定电流的偏置电路、低压低功耗的运算放大器、三极管级联的带隙基准核心电路和低压启动电路四个部分。经过理论分析和仿真模拟,采用华虹NEC的5 V 0.35μm 1P4M工艺流片成功。电路实测结果为:输出电压Vout=1.2 V,温度系数12.5 ppm/℃,工作电压1.3~5 V,随电源电压的变化率为0.78 mV/V,3 V供电下功耗9μA。该带隙基准源可用于实际产品的批量生产。