應(yīng)用與45nmcmos的具有數(shù)字調(diào)制功能的全差分集成開關(guān)電容dc-dc轉(zhuǎn)換器論文翻譯-閱讀頁
2025-06-26 05:54本頁面
【正文】 粗信號(hào)和 2位信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以調(diào)節(jié)電容量在電荷轉(zhuǎn)移過程的一部分。 五、建筑 圖 5顯示的開關(guān)電容結(jié)構(gòu) DCDC變換器。量電容參與控制的電荷轉(zhuǎn)移過程使用一個(gè) 6位數(shù)字信號(hào)的 4位（＜ 0比 3＞）的使用粗控制和其余 2位（＜ 0比 1 ）的使用很好的控制。的反饋電壓與負(fù)載電壓得到使用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字控制由 3位參考信號(hào) 0:2。這 3位之間 –信號(hào)控制的梯形電阻的分流比，負(fù)載電壓，所需的分下降到參考電壓。 2時(shí)鐘比較器 COMP1，p2幫助保持監(jiān)管的產(chǎn)生 go_down或 go_up信號(hào)。同樣， p2發(fā)送 go_down脈沖時(shí)去滯環(huán)以上。在此之后，添加 /子塊適當(dāng)修改＜ 0比 3， 0:1信號(hào)控制量的電荷轉(zhuǎn)移電容訂婚。三分之一比較器 p3用于檢測(cè)負(fù)載電壓突然變化。該信號(hào)源在邏輯塊的變換器轉(zhuǎn)變成粗模式。下一節(jié)解釋如何轉(zhuǎn)換不同的模式之間的轉(zhuǎn)換器操作。只有在這種模式 0:3 改變 4粗 2細(xì)比特位 ， 0:1設(shè)置為 ―11‖，并調(diào)節(jié)電容器的步長(zhǎng)。從過渡粗到細(xì)的模式發(fā)生時(shí)的輸出電壓轉(zhuǎn)換從下降到上升，這是通過觀察檢測(cè)一個(gè) go_down 信號(hào)由 go_up 信號(hào)。粗到細(xì)的過渡也可以當(dāng)所有的 4coarse 模式位是零和一的發(fā)生go_down 信號(hào)發(fā)生。過渡的粗模式時(shí)發(fā)生的coarse_en 細(xì)通過 p3信號(hào)輸出高電平。 p3比較參考電壓產(chǎn)生的片上，設(shè)計(jì)為 100毫伏低于所需的。在降壓瞬變?cè)谪?fù)載電流，由于轉(zhuǎn)換器使用 g2by3增益設(shè)置，負(fù)載電壓不超過 V，即使在最壞的零負(fù)載電流最大過渡。出現(xiàn)這種情況的轉(zhuǎn)換器過渡到操作 PFM 模式如下描述部分。精 /粗在實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)控制幫助模式同時(shí)保持緊密的滯環(huán)。由于開關(guān)損耗極小的功率取決于開關(guān)頻率的轉(zhuǎn)換器在銀行，和最低的電容轉(zhuǎn)換器允許操作。脈沖頻率調(diào)制（ PFM）模式用于此轉(zhuǎn)換器來防止這種效率的 bigdrop。因此，不可預(yù)知的開關(guān)與PFM控制相關(guān)的噪聲可以被容忍的。如圖 6中的流程圖，從 DCPM PFM時(shí)遇到的多個(gè)邏輯塊 go_down 信號(hào)時(shí)的粗的部分是所有零。這可以從（ 4）的地方固定電容和頻率意味著需要 增加為減小。當(dāng)一組go_down信號(hào)在其允許的最低狀態(tài)的電容器組的發(fā)生，轉(zhuǎn)換器確定負(fù)載功率太低，正常運(yùn)行和切換到 PFM模式。如果這個(gè)數(shù)字超過 certainthreshold，邏輯塊變換模式切換到 PFM。這有助于保持輸出接近上閾值的滯回銀行如圖 7（ b）。同時(shí)，閾值負(fù)載電流時(shí)，切換到 PFM模式可以很容易地設(shè)定最低允許通過改變電容器組的狀態(tài)。這使得 go_up信號(hào)走高，然后使用回到 DCPM模式。圖 8顯示了模具的照片測(cè)試芯片。這個(gè)地區(qū)的大部分是由電荷轉(zhuǎn)移和負(fù)載電容。通 過使用電容器用聚 N阱電容器，具有最高的密度使用過程。這些測(cè)量，該轉(zhuǎn)換器的輸入?yún)⒖??000‘，這對(duì)應(yīng)于 1的負(fù)載電壓信號(hào)五、負(fù)載電流是由 270到 。當(dāng)負(fù)載電流為 270一，由于它的低值，變頻器自動(dòng)運(yùn)行在與 PFM調(diào)制控制精細(xì)模式和輸出電壓調(diào)節(jié)到 1 transitionoccurs，比較器 p3有下垂的負(fù)載電壓使 coarse_en信號(hào)走高。這使該轉(zhuǎn)換器解決在 120 ns內(nèi)當(dāng)轉(zhuǎn)換器開關(guān)在 30 MHz的時(shí)鐘頻率。這與最大電容可用立即可防止負(fù)載電壓下垂太低。在這種情況下，過渡粗的模式不會(huì)發(fā)生，它需要 ，具有更明顯的下垂。 圖 10顯示測(cè)量的瞬態(tài)響應(yīng)波形轉(zhuǎn)換器的參考電壓是變化的時(shí)。該 轉(zhuǎn)換器工作在協(xié)同模式作為負(fù)載電流大于烤瓷門檻。當(dāng)參考電壓被轉(zhuǎn)換到 ―000‖，比較器 p3使 coarse_en信號(hào)走高，轉(zhuǎn)換器立即切換到粗模式可以通過對(duì)精 /粗信號(hào)過渡看到。當(dāng)參考電壓被帶回到 ―100‖，這轉(zhuǎn)換器需要 4秒回 V輸出解決。當(dāng)電壓開始作業(yè)后再次上升，自動(dòng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到控制好的方式。轉(zhuǎn)換器提供了 60%的效率在負(fù)載電壓范圍以上從 V至 1 V，這是比 LDO的和其他高多了完全片上的開關(guān)電容 DCDC變換器 [ 12 ]。同時(shí)提供一個(gè)電壓接近 1 V，該轉(zhuǎn)換器提供了 %的總效率。在接近 V，由于傳導(dǎo)的貢獻(xiàn)損失增加到 23%。同時(shí)，在貢獻(xiàn)下降 底板的損失是一致的（ 3）。由于這一結(jié)果， 庫存 將減少?gòu)亩档烷_關(guān)損耗。控制碼模式有助于保持在負(fù)載電流恒定的范圍廣泛的效率。持續(xù)的效率落在非常低的負(fù)載電流由于恒定控制損失不規(guī)模在此實(shí)現(xiàn)。 第八 、 結(jié)論 本文提出了一個(gè)完全集成的開關(guān)電容器 DCDC變換器作為一種替代的片上穩(wěn)壓器在 45納米數(shù)字 CMOS技術(shù)。本技術(shù)保持恒定頻率開關(guān)同時(shí)縮放開關(guān)和底板在負(fù)載電流的變化的損失。轉(zhuǎn)換器總的芯片面積占 1V電源具有效率高當(dāng)負(fù)載電流69%之間的 100和 8毫安。
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