應(yīng)用與45nmcmos的具有數(shù)字調(diào)制功能的全差分集成開(kāi)關(guān)電容dc-dc轉(zhuǎn)換器論文翻譯-展示頁(yè)
2025-06-18 05:54本頁(yè)面
【正文】 低電流供應(yīng)線性穩(wěn)壓器（通常在 5馬 –10 mA負(fù)載）。這兩個(gè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)是唯一的在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器與電池系統(tǒng)接口，通常使用一個(gè)單獨(dú)的芯片實(shí)現(xiàn)高壓技術(shù)。 二、 在無(wú)線通信系統(tǒng)中的電源域 圖 1顯示了一個(gè)廣泛采用的功率調(diào)節(jié)方案現(xiàn)代的混合信號(hào) SoC。 ，艾姆斯， IA 50011美國(guó)。他還與德克薩斯儀器，達(dá)拉斯， TX 75243美國(guó)（電子郵件： yogeshkr―Gmail。本文被批準(zhǔn)客座編輯揆哥首席人事官。 手稿收到 于 2021年 4月 21日； 2021年 7月 12日修訂；接受八月 2021。該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是專門設(shè)計(jì)來(lái)取代線性穩(wěn)壓器用于功率模塊在一個(gè)完全集成的混合信號(hào)調(diào)頻電臺(tái)。本技術(shù)保持恒定頻率開(kāi)關(guān)同時(shí)縮放開(kāi)關(guān)和底板的損失在負(fù)載電流的變化。 在本文中，這兩種調(diào)節(jié)方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一個(gè)電容器的完全集成在 45納米 CMOS 技術(shù)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。第二，研究工作在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)證明，即使這些電容器可以被最小化的水平，可以集成片上 [3]–[5]。首先，他們需要只有一個(gè)單一的電容器。其次，這些外部無(wú)源元件需要多個(gè)引腳連接到調(diào)節(jié)器的控制電路，和 因此，使用超過(guò)一個(gè) 幾個(gè)開(kāi)關(guān) 監(jiān)管機(jī)構(gòu)幾乎是不可能的。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器絕對(duì)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)高效電源，但在 SOC 中，有幾個(gè)因素限制他們的使用。事實(shí)上，在一個(gè)典型的混合信號(hào) SoC 可能有多達(dá) 30的隔離電源只 供應(yīng)領(lǐng)域的模擬 /射頻部分。不過(guò)，對(duì)于不同的功能被集成在一個(gè)需求單一的 SOC會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電源管理瓶頸。另一方面，在系統(tǒng)需要除了廣泛的數(shù)字模擬 /射頻能力處理功能， 還需要 擴(kuò)大導(dǎo)致的演變片上系統(tǒng)（ SoC）的混合信號(hào)。 一、引言 最近在電子設(shè)備中使用的擴(kuò)張人類生活的各個(gè)方面起到了推波助瀾的需求廣泛的功能，多個(gè)無(wú)線 /有線連接選項(xiàng)，幾個(gè)數(shù)字 /模擬接口機(jī)制，顯著較高的數(shù)字 處理 能 力，大比以前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。它提供了一個(gè)可編程的亞 1V電源具有高達(dá) 69%的效率和負(fù)載電流 100 和 8mA..測(cè)量結(jié)果確認(rèn)所提出的設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。因此，效率高，可實(shí)現(xiàn)跨越不同的負(fù)載電流水平，同時(shí)保持一個(gè)可預(yù)測(cè)的開(kāi)關(guān)噪聲的行為。該實(shí)現(xiàn)使用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬烤瓷冠的數(shù)字電容調(diào) 制 pwm 控制 方法來(lái)保持對(duì)負(fù)載電流調(diào)節(jié)的變化。應(yīng)用與 45nmCMOS 的具有數(shù)字調(diào)制功能的全差分集成開(kāi)關(guān)電容 DCDC 轉(zhuǎn)換器 Yogesh K. ramadass，會(huì)員， IEEE，艾 ，高級(jí)會(huì)員， IEEE，和 anantha ，研究員， IEEE 摘要 實(shí)施有效和具有成本效益的功率以電池為動(dòng)力的混合信號(hào) SoC調(diào)節(jié)方案重點(diǎn)在集成電路設(shè)計(jì)。本文提出了一種完全集成的開(kāi)關(guān)電容 DCDC轉(zhuǎn)換器在 45 nm數(shù)字 CMOS技術(shù)。本技術(shù)保持恒定的開(kāi)關(guān)頻率同時(shí)縮放開(kāi)關(guān) 和底板損失變化在負(fù)載電流。轉(zhuǎn)換器占地只有 ， V輸入操作。 指數(shù)條款的 CMOS數(shù)字電源，直流 直流轉(zhuǎn)換，數(shù)字電容調(diào)制， LDO的更換，開(kāi)關(guān)電容。擴(kuò)展數(shù)字處理功能驅(qū)動(dòng) IC產(chǎn)業(yè)走向徹底縮小到納米硅制造技術(shù)隨著降低電源分訴這個(gè)水平縮放允許非常密集的數(shù)字實(shí)現(xiàn)的最小功率消耗。在這些系統(tǒng)，射頻，模擬，數(shù)字處理電路都集成到一個(gè)單芯片形式在試圖最大限度地提高全系統(tǒng)功能的最小功率，成本，和足跡。特別是，獨(dú)立的人數(shù)眾多，隔離，唯一的電源要求的這些不同的定義 電路的轉(zhuǎn)換過(guò)程，進(jìn)行調(diào)節(jié)，并有效地提供電力的 SOC從一個(gè)單一的能源電源（電池） 是 非常具有挑戰(zhàn)性的。 有兩個(gè)基本方法產(chǎn)生這些獨(dú)立的電源域從電池開(kāi)關(guān)監(jiān)管機(jī)構(gòu)和線性穩(wěn)壓器 [1]， [2]。首先，大的外部無(wú)源元件（電感器和電容器）所要求的這些類型的監(jiān)管使用其中的幾個(gè)，在 SOC的成本 /大小望而卻步的策略。另一方面，線性穩(wěn)壓器，而功率效率低下，非常有效的成本 /尺寸。該電容器具有傳統(tǒng)使用外部組件實(shí)現(xiàn)，這仍然是比電感更便宜和更小的。因此，除了消除的外部電容器本身 /大小的成本，許多線性穩(wěn)壓器在 SOC的需要可以實(shí)現(xiàn)沒(méi)有任何封裝 PCB開(kāi)銷。使 用 30MHz 的開(kāi)關(guān)頻制，而不是傳統(tǒng)的金屬烤瓷冠和 PWM 控制方法，以保持對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)電流的變化。因此，效率高，是在不同的負(fù)載電流的水平，同時(shí)保持一個(gè)可預(yù)測(cè)的開(kāi)關(guān)噪聲的行為。然而，它也可以被用來(lái)作為一個(gè)現(xiàn)實(shí)的在許多其他的線性穩(wěn)壓器具有成本效益的替代應(yīng)用。 2021年 12月 3日的當(dāng)前版 本日期。 Y. K. ramadass與麻省理工學(xué)院，劍橋，馬 02139美國(guó)。）。 A. ，劍橋，馬 02139的美國(guó)。如圖所示，本方案是基于只使用兩個(gè)有效的高電流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的工作直接從鋰離子電池產(chǎn)生一個(gè)單一的 ―模擬 ‖的混合信號(hào)模塊共享的供應(yīng) SOC，和一個(gè)單一的 V‖的數(shù)字用數(shù)字 ―供應(yīng)的 SOC處理單元。這消除了可靠性問(wèn)題與
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