應用與45nmcmos的具有數(shù)字調(diào)制功能的全差分集成開關電容dc-dc轉(zhuǎn)換器論文翻譯-在線瀏覽
2024-08-02 05:54本頁面
【正文】 接口的低壓 SOC直接與鋰離子電壓等級。隨著這一策略，開關穩(wěn)壓器的數(shù)量和它們相關的外部無源器件最小化。這是第一要素的數(shù)字，采用動態(tài)電壓縮放 DSP的性能要求，以及過程技術和溫度的角落，為了控制產(chǎn)量和消耗功率。事實上，在 45 nm， V數(shù)字電源可以是低 V在某些條件下。第二個因素是，數(shù)字電源 包含很多不可預知的噪音，不是鎮(zhèn)壓容易使用的片上電容的線性穩(wěn)壓器。 在圖 1中，在具有成本效益的方案，是一個重要的效率損失。此外，每個混合信號模塊消耗在 5到 10毫安，用線性的大量監(jiān)管者需要，這種效率損失對集體的影響 SOC的整體功耗變得相當顯著的。這是由于這樣的事實模擬電路中的總電流消耗不一般電力供應減少的規(guī)模，因此任何權力儲蓄通過電源縮放得到浪費在線性穩(wěn)壓器。然而，該取得了顯著降低儲蓄。然而，任何開關的選擇必須滿足三的要求，為了使成本 有 意義的角度來看。第二，它要消耗是密切的硅面積盡可能的等效線性穩(wěn)壓器。這適用于供電的電路通過調(diào)節(jié)器本身，或任何其他供電的電路全球輸入電源可以被污染的調(diào)節(jié)器的開關行為。因此，該轉(zhuǎn)換器本身固有的開關噪聲占主導地位總開關噪聲在輸入和輸出雙方的轉(zhuǎn)換器，而不是任何負載電流引起的步驟 通過負載電路的作用。更高的開關頻率可以線性表的大小必要的無源元件非常小的水平。然而，與先進的納米切換技術，在非常小的非常高的頻率電力架空成為可能。片上的被動句進一步減少整合也在 [7]的探討。 第二個要求可以通過完成選擇合適的電感和電容器之間的切換監(jiān)管機構。然而，大集成電感器的電感的面積開銷使得對于線性穩(wěn)壓器的替代方案，沒有吸引力。然而，實現(xiàn)高效率將是非常困難的。事實上，基于電容的全集成開關穩(wěn)壓器已在舊的技術介紹（ ）與低開關頻率（ 1兆赫） [8]。然而，在 45納米技術，開關 頻率可顯著增加總面積減少基礎的解決方案，而不損害效率的電容器。從圖 1中的每個線性穩(wěn)壓器具有相對低負載電流需求（ 5–10毫安），電容器開關穩(wěn)壓器提供一個有吸引力的和可行的替代這些線性穩(wěn)壓器芯片的應用。在高頻率切換這些轉(zhuǎn)換器，它是可能的為了減少在一個線性調(diào)節(jié)器的面積開銷。該變換器采用是輸入電壓為 V的系統(tǒng) 圖 3顯示的充電和放電的電荷轉(zhuǎn)移電容器在時鐘的兩個階段 onebank的交錯結構。在這里開關的大小足以使電容器電壓接近其最終價值解決?？偟碾姾赊D(zhuǎn)移的負載可由 (12) 它可以從（ 1）和（ 2），為 g2by3增益設置，每一個量子電荷從電池中提取的在一個周期，電荷傳遞到負載。多余的能量被丟失的歐姆損失沿開關。底板寄生可以 5–10%的用于此實現(xiàn)聚 N 阱電容的實際電容。作為一個結果，每個周期的能量損失由于底板寄生可由下式給出 (13) 本文結合開關的電荷轉(zhuǎn)移能量損失每個周期的開關與控制損失保持輸出電壓調(diào)節(jié)值帶來的效率進一步下降。 傳遞給負載的每一個周期中的電荷量的交錯結構單一的銀行在圖 1給出了 2。 電荷轉(zhuǎn)移電容在哪里用，是電荷傳遞到負載每個開關周期的交錯結構的 onebank，是當前在負載電壓的交付。它可以從觀察到的（ 4），在為了同時提供調(diào)節(jié)輸?shù)街付ǖ碾妷贺撦d電流，唯一可用的旋鈕。在這里，電荷傳遞到負載僅在需要的時候根據(jù)負載電流。雖然這是一個固有的穩(wěn)定模式控制損耗低，轉(zhuǎn)換器的操作頻率的變化隨著負載電流的交付。雖然這種方法控制在一定的數(shù)字系統(tǒng)是有用的，無線的應用在數(shù)字負載提供關鍵的共同存在模擬 /RF塊不能處理的不受控制的音調(diào)，蓋較寬的頻率范圍內(nèi)。一個流行的恒定頻率控制方法是使用占空比控制 [8]規(guī)范輸出電壓。另一種方法是使用分段開關寬度 [11]改變控制開關的大小，作為負載電流的變化。然而，由于開關在所有周期以相等的金額電荷轉(zhuǎn)移電容，底板的損失不在負載電流的變化。這兩種效應導致在低負載的效率下降。 四、 數(shù)字電容調(diào)制 為了克服上述問題，數(shù)字電容 —調(diào)制（ DCPM）介紹了控制 [13]模式，在調(diào)節(jié)是通過控制電容量保持參與的電荷轉(zhuǎn)移過程。這個方案的優(yōu)點是，寬度的電荷轉(zhuǎn)移開關可以進行規(guī)模為電容表。 在開關電容變換器的實際實現(xiàn)隨著控制協(xié)同模式，總的電荷轉(zhuǎn)移電容碎成二進制加權的銀行。電荷轉(zhuǎn)移電容被分成 5個不同的尺寸 8倍，4倍， 2倍的 庫存 ， 1X和 1X，細。 粗分割的 庫存 是由粗模式控制信號。作為電荷的大小改變各 庫存 轉(zhuǎn)移電容，所以做寬度開關，使得每一個 庫存 也有類似的充電 /放電倍。粗控制，電荷轉(zhuǎn)移電容可以分步驟的增加。電荷轉(zhuǎn)移在這家 庫存 進一步細分為三個電容的電容價值，和。通過控制 4位
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1