检索结果-内蒙古大学图书馆

固体电子学研究与进展 2025年第2期45卷 79-85页

作者：宋阜恒蔡甜甜王培浩王紫阳夏晓娟南京邮电大学集成电路科学与工程学院(产教融合学院) 南京210023

设计了一种超低静态功耗的同步整流降压型脉冲频率调制模式的dc-dc转换器。在轻载条件下,利用输出电压启动电路,降低静态功耗,并加入电感峰值限流,减小输出电压纹波。基于0.5μm的CMOS工艺进行设计以及仿真验证,测试结果表明,当输出电压... 详细信息

设计了一种超低静态功耗的同步整流降压型脉冲频率调制模式的dc-dc转换器。在轻载条件下,利用输出电压启动电路,降低静态功耗,并加入电感峰值限流,减小输出电压纹波。基于0.5μm的CMOS工艺进行设计以及仿真验证,测试结果表明,当输出电压为1.8 V时,该芯片的静态电流仅为760 nA。全负载效率在90%以上,最高效率可以达到93.12%。

关键词：降压型dc-dc转换器低功耗高效率脉冲频率调制模式

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降压型dc-dc转换器的研究与设计

降压型DC-DC转换器的研究与设计

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作者：段晓忠重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着便携式设备的发展，待机时间成为电子产品性能的一个重要指标。电池能量密度的发展速度远远落后于便携式设备对功耗的要求，因此高效率的电源管理成为业界关注的重点。作为电源管理芯片的一种，dc-dc转换器以体积小、功耗低和转换... 详细信息

随着便携式设备的发展，待机时间成为电子产品性能的一个重要指标。电池能量密度的发展速度远远落后于便携式设备对功耗的要求，因此高效率的电源管理成为业界关注的重点。作为电源管理芯片的一种，dc-dc转换器以体积小、功耗低和转换效率高的优势，已广泛应用于各种便携式电子产品中。本文针对dc-dc转换器的性能特性，对dc-dc转换器核心模块及其整体电路进行了分析研究，主要包括以下几个方面的内容:\n 第一，采用前调整器负反馈技术，给出了一种适用于dc-dc转换器的高电源抑制比的带隙基准电路。仿真结果显示，采用前调整器带隙基准在100Hz、1kHz、100kHz频率处分别获得了-110.5dB、-99dB、-59.2dB的电源抑制比;带隙基准电压的温度系数为6.39ppm/℃;当电源电压在2.2V～8V变化时，采用调整器的带隙基准的输出电压变化仅9.73μV。\n 第二，对dc-dc转换器核心模块电路进行了分析与设计，主要包括误差放大器、比较器、振荡器、逻辑控制电路、斜坡补偿电路、电流采样电路、电压求和电路等电路模块。其中，针对传统的固定斜率补偿而造成的过补偿问题，本文采用了线性补偿技术，有效地避免了由于过补偿而造成系统不稳定的问题。\n 第三，在带隙基准电路和dc-dc其他核心模块基础上，给出了一种电压模式的降压型dc-dc转换器。在电压模式dc-dc转换器基础上，本文采用电流反馈环路技术分析设计了一种峰值电流模式的降压型dc-dc转换器。仿真结果显示，当输入电压为3V时，峰值电流模式的降压型dc-dc转换器的输出电压能够稳定维持在1.8V，纹波电压小于10mV，线性调整能力和负载调整能力明显改善。

关键词：降压型dc-dc转换器脉冲宽度调制带隙电压电源抑制比电源管理线性补偿

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用于降压型dc-dc转换器的新颖过零检测电路

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微电子学 2014年第2期44卷 149-152页

作者：朱宁莉张威北京大学微电子研究所北京100871

针对降压型dc-dc转换器需要工作在电感电流不连续导通模式(dcM)下的场合,设计了一个输出电压自适应的过零检测方案。该方案通过采集输出电压信息来调整检测到电感零电流后的响应时间,使其在输出电压很大时倒灌电流仍然很小。采用0.5μm ... 详细信息

针对降压型dc-dc转换器需要工作在电感电流不连续导通模式(dcM)下的场合,设计了一个输出电压自适应的过零检测方案。该方案通过采集输出电压信息来调整检测到电感零电流后的响应时间,使其在输出电压很大时倒灌电流仍然很小。采用0.5μm BCD工艺,在8V输出电压下进行芯片级仿真,结果显示,与传统过零检测电路相比,新电路的倒灌电流减小了66%。

关键词：过零检测电路降压型dc-dc转换器倒灌电流不连续导通模式

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一种瞬态响应提升的高效率混合模式降压型dc-dc转换器

一种瞬态响应提升的高效率混合模式降压型DC-DC转换器

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作者：邢奕赫西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着通讯进入5G时代,智能手机及健康监测器等便携式电子设备发展迅速,普及率越来越高,成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。与此同时,人们对便携式电子设备的体积、重量以及续航能力提出了更高的要求。为了在不增加便携式电子设备体... 详细信息

随着通讯进入5G时代,智能手机及健康监测器等便携式电子设备发展迅速,普及率越来越高,成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。与此同时,人们对便携式电子设备的体积、重量以及续航能力提出了更高的要求。为了在不增加便携式电子设备体积和重量的前提下提高设备的电池使用寿命,提高为设备供电的转换器芯片的转换效率逐渐成为研究焦点。此外,智能设备中的高性能处理器工作模式较多,处理器从低功耗空闲模式到高速活动模式之间切换时,电源瞬态响应的速度对处理器性能有重要影响。因此,为了保证设备在复杂工作模式切换时依然具备高性能,用于供电的dc-dc转换器需要具有快速的负载瞬态响应特性。基于上述应用需求,本文设计了一种具有快速瞬态响应的高转换效率混合模式降压型dc-dc转换器。转换器采用动态电源管理技术来降低控制电路的功耗,并根据负载状况分别采用不同的工作模式,在重载下采用PWM控制,在轻载下采用PFM控制,从而获得全负载范围内的高转换效率。为了实现模式间的平滑切换,本文提出了一种数模混合的负载检测方案,在重载下采用模拟负载检测方案以实现高精度的负载检测,在轻载下采用基于计数器和间歇工作时钟的数字负载检测方案降低控制电路的静态功耗,从而提高轻载下的转换效率。为了降低混合模式转换器控制电路的复杂度,本文在设计PFM控制电路时复用PWM控制中的电感电流采样电路以及比较器,减小了电路规模,降低了功耗。此外,本文提出了一种瞬态增强技术以优化负载跳变导致转换器发生模式切换时的瞬态响应,在转换器由PWM切换为PFM时采用强制连续导通模式（FCCM）吸收电流,提高过冲电压的恢复速度,在转换器由PFM切换为PWM时采用非线性控制技术优化欠冲电压的幅度和恢复速度。本文基于SMIC 0.18μm标准CMOS工艺对所设计的dc-dc转换器进行了电路设计和版图实现,核心电路面积为0.95×0.94mm2。使用Cadence Spectre仿真器对提出的dc-dc转换器进行了仿真验证,后仿真结果表明,该转换器的输入电压范围为2.1V-3.3V,输出电压范围为1.2V-1.8V,负载电流范围为1m A-300m A。转换器的最低静态电流为50μA;在3.3V输入,1.8V输出的条件下,全负载范围内的转换效率在85%以上,当负载电流为100m A时,转换器达到96.3%的峰值效率。当负载电流在1m A和300m A之间跳变时,转换器可分别实现61m V/41.5m V的欠冲/过冲电压以及4.8μs/9.3μs的恢复时间。

关键词：降压型dc-dc转换器 PWM/PFM控制动态电源管理技术高转换效率瞬态响应提升

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一种降压型dc-dc转换器的误差放大器设计

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现代信息科技 2019年第21期3卷 28-31,34页

作者：刘志福周文涛李佑进程铁栋江西理工大学电气工程与自动化学院

本文提出了一种适用于降压型dc-dc转换器的误差放大器电路,该误差放大器采用数字电路的设计方法对软启动信号与基准信号进行处理,很好地实现了输出电压从启动状态到稳定状态的过渡,有效地消除了降压型dc-dc转换器启动阶段的浪涌电流和... 详细信息

本文提出了一种适用于降压型dc-dc转换器的误差放大器电路,该误差放大器采用数字电路的设计方法对软启动信号与基准信号进行处理,很好地实现了输出电压从启动状态到稳定状态的过渡,有效地消除了降压型dc-dc转换器启动阶段的浪涌电流和过冲电压。该误差放大器已应用到降压型dc-dc转换器中,电路采用SMIC0.18umCOMS工艺设计。从仿真结果可看出,该误差放大器的低频增益为64dB,相位裕度为55°,带宽高达65MHz,静态功耗为10uA,具有良好的整体性能指标。

关键词：误差放大器降压型dc-dc转换器数字电路软启动

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一种降压型dc/dc转换器设计

一种降压型DC/DC转换器设计

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作者：谢观福合肥工业大学

学位级别：硕士

单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、简单外围电路、性能优越等优点,非常适合便携式电子产品的应用要求,已广泛应用于通讯、电子计算机、消费类电子产品等领域。本文设计了一种应用于便携式电子产品的降压型dc/dc转换器。论... 详细信息

单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、简单外围电路、性能优越等优点,非常适合便携式电子产品的应用要求,已广泛应用于通讯、电子计算机、消费类电子产品等领域。本文设计了一种应用于便携式电子产品的降压型dc/dc转换器。论文首先介绍降压开关电源的工作原理、系统结构,建立系统的小信号模型,分析系统的稳定性以及采用斜率补偿方法改善系统稳定性的原理。然后设计了一种新型峰值电流PWM控制的降压型dc-dc转换器;系统采用同步整流驱动电路、同步整流和软开关技术的结合、PWM/PFM多工作模式等技术,能够有效地减小了转换器功率损耗,提高转换效率。在实际电路的设计中,采用0.5μmCMOS工艺,利用Cadence EDA集成电路设计工具包,对系统内的重点模块包括基准电压电路、误差放大电路、振荡发生电路、PWM比较电路、软启动电路、PWM/PFM自动切换模块等进行了具体的设计、仿真和分析。最后,基于同步整流降压dc-dc转换器系统确定电路参数和外围元件类型;Spectre仿真结果表明,该系统性能稳定,满足设计要求。

关键词：同步整流脉宽/脉频调制软开关技术降压型dc-dc转换器

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磁场检测系统及其电源管理的研究与设计

磁场检测系统及其电源管理的研究与设计

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作者：赵竞翔西安电子科技大学

学位级别：博士

作为最早被人类认识的物理现象之一,磁现象是普遍存在且多种多样的。要想认识和解释许多生活中的物理现象和过程,都必须考虑磁力这一重要因素。因此,作为研究磁现象的重要技术,磁场检测技术在漫长的发展中得到了广泛的应用。在目前较为... 详细信息

作为最早被人类认识的物理现象之一,磁现象是普遍存在且多种多样的。要想认识和解释许多生活中的物理现象和过程,都必须考虑磁力这一重要因素。因此,作为研究磁现象的重要技术,磁场检测技术在漫长的发展中得到了广泛的应用。在目前较为常见的磁场检测系统中,基于霍尔效应的磁场检测系统凭借其在成本、功耗、线性范围以及集成度等方面的优秀整体表现,被广泛应用于国防科技、汽车电子、工业控制和消费电子中。然而,随着现代半导体技术的迅速发展,越来越多的应用在电磁干扰(EMI)、可靠性以及精度等方面都提出了更高的要求。因此,本文以基于霍尔效应的磁场检测系统中的电源管理模块——降压型dc-dc转换器和磁场检测模块——线性霍尔传感器为研究对象,详细分析了其在以上三方面特性受到限制的原因,并针对性地提出了具体解决方案。本文的主要研究内容与创新成果总结如下。 1.传统固定导通时间(COT)模式的降压型dc-dc转换器存在以下两点不足:a)开关频率会跟随负载电流发生很大的变化;以及b)具有低等效串联电阻(ESR)的输出电容会破坏系统的稳定性。针对这两个问题,本文提出一种基于基准补偿和频率补偿(RFC)的控制技术,并将其应用在了使用低ESR输出电容的固定导通时间模式降压型dc-dc转换器中。通过该技术,在使用低ESR输出电容且不增加外围器件的情况下,转换器可以稳定地工作并很好地抑制开关频率的变化。本文所提出的基于基准补偿和频率补偿的固定导通时间模式降压型dc-dc转换器采用0.25μm BCD工艺制造,测试结果表明,在低ESR陶瓷输出电容的应用条件下,该转换器在高达6A的负载范围内均可稳定工作,并且将开关频率随负载电流的变化限制在3.8KHz/A。从而,转换器抑制EMI的能力得到了很大改善。该研究成果发表在了IEEE TIE期刊上。 2.传统峰值电流模式(PCM)的降压型dc-dc转换器中,为了保证转换器在各种负载状态下的稳定工作,通常需要使用两个电感电流采样信号并将其在三个独立的比较器中进行处理。这些独立的采样电流和比较器不仅消耗大量的静态电流和芯片面积,而且不能保证电流限制阈值的准确性。针对这个问题,本文提出了一种基于多路脉宽调制(MPWM)比较器的控制技术,并将其应用在了峰值电流模式降压型dcdc转换器中。通过该技术,转换器只需一个采样电流和一个比较器即可处理电感电流信息并完成各种负载状态下转换器的调节,同时大大提高电流限制阈值的精度。本文所提出的基于多路脉宽调制比较器的峰值电流模式转换器采用0.18μm BCD工艺制造,测试结果表明,该转换器在5A负载范围内工作正常,并且在-40～125℃的温度范围和高达60V的输入电压范围内,电流限制阈值仅仅变化8.1%。从而,转换器的可靠性得到了显著增强。该研究成果发表在了IEEE TIE期刊上。 3.传统线性霍尔传感器的灵敏度精度和静态输出电压精度主要受制于以下两方面因素:a)霍尔盘的特性会受到失调电压和温度的影响;以及b)信号处理电路的特性会受到失调电压和噪声的影响。针对这两个问题,本文首先提出一种基于集成解调运放(IDOP)的斩波稳定技术,并结合旋转电流技术对霍尔盘和整个信号处理电路通路进行完整的低失调低噪声处理;其次提出一种数字温度补偿(DTC)技术进一步降低温度对静态输出电压以及灵敏度的影响。本文将基于集成解调运放和数字温度补偿的控制技术应用在了线性霍尔传感器中,并采用0.18μm BCD工艺流片验证。测试结果表明,在保证传感器响应速度和带宽前提下,传感器的静态输出电压在-40～150℃的温度范围内仅仅变化5.6m V,同时灵敏度的变化也被减小至1.34%。从而,霍尔传感器的灵敏度精度以及静态输出电压精度得到了很大提高。总的来说,本文的主要创新性工作在于提出基于基准补偿和频率补偿的控制技术、基于多路脉宽调制比较器的控制技术以及基于集成解调运放和数字温度补偿的控制技术。实验结果证实其能够在基于霍尔效应的磁场检测系统中发挥显著的抑制EMI、增强可靠性以及提高精度的作用。

关键词：磁场检测系统降压型dc-dc转换器线性霍尔传感器基准补偿和频率补偿多路脉宽调制比较器集成解调运放数字温度补偿

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一种用于PWM控制Buck型dc-dc变换器的带隙基准源

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电子器件 2013年第2期36卷 252-255页

作者：王宇星朱波无锡科技职业学院江苏无锡214028 无锡新硅微电子有限公司江苏无锡214028

在dc-dc转换器芯片设计中,用于产生参考电压的带隙基准精度直接影响芯片的控制精度,设计了一种用于低压型dc-dc转换器芯片内的基准电路。电路基于BJT的Widler型电压基准基本原理,经过理论分析和仿真模拟,采用东部BD0.35μm BCD工艺流片... 详细信息

在dc-dc转换器芯片设计中,用于产生参考电压的带隙基准精度直接影响芯片的控制精度,设计了一种用于低压型dc-dc转换器芯片内的基准电路。电路基于BJT的Widler型电压基准基本原理,经过理论分析和仿真模拟,采用东部BD0.35μm BCD工艺流片成功。在-40℃～160℃温度范围条件下进行仿真,当VIN=4.75 V,-25℃～160℃的温度系数是22×10-6/℃,低频下PSRR为-57.37 dB。电源电压从7.5 V～18 V的变化范围内,基准输出变化了0.03 mV/V。整个带隙基准电压源具有好的综合性能。

关键词：降压型dc-dc转换器 CMOS带隙基准源 BCD工艺温度系数

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一种基于BCD工艺的高速低功耗电平位移电路

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微电子学 2012年第1期42卷 63-66页

作者：庞振洋王曾甄少伟罗萍电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

提出了一种基于0.25μm BCD工艺、适用于高压降压型dc-dc转换器的新型电平位移电路。该电路使用了耐压60V的高压DMOS器件(HVNMOS、HVPMOS)、耐压5V的低压CMOS器件(LVNMOS、LVPMOS),以及耐压5V的三极管器件(BJT)。分析了降压型dc-dc转换... 详细信息

提出了一种基于0.25μm BCD工艺、适用于高压降压型dc-dc转换器的新型电平位移电路。该电路使用了耐压60V的高压DMOS器件(HVNMOS、HVPMOS)、耐压5V的低压CMOS器件(LVNMOS、LVPMOS),以及耐压5V的三极管器件(BJT)。分析了降压型dc-dc转换器对电平位移电路的特殊要求;基于对两种常见电平位移电路的分析,提出了一种新型的电平位移电路。电路仿真结果显示,与之前的电路相比,新型电路结构具有响应快速、功耗低、输出电平精确、可靠性高等优点。

关键词： BCD工艺降压型dc-dc转换器电平位移电路

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宽输入恒压恒流降压型转换器的设计与研究

宽输入恒压恒流降压型转换器的设计与研究

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作者：王荣西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着越来越多的便携式电子设备融入我们的日常生活,人们对电子设备的性能要求也在不断的提高,这也有力的推动了我们对电源管理类芯片的研究与创新。宽输入范围、高效率、带载能力强、抗干扰能力强等已成为衡量电源管理类芯片性能优劣的... 详细信息

随着越来越多的便携式电子设备融入我们的日常生活,人们对电子设备的性能要求也在不断的提高,这也有力的推动了我们对电源管理类芯片的研究与创新。宽输入范围、高效率、带载能力强、抗干扰能力强等已成为衡量电源管理类芯片性能优劣的主要指标。因此,研究如何在不影响其他性能的前提下提高这些指标已成为当今开关电源设计的主要研究方向。本论文对降压型dc-dc转换器的工作原理做了深入的研究,在此基础上设计了一款宽输入恒压恒流降压型dc-dc转换器。该芯片采用了峰值电流模PWM控制方式,降低了环路补偿的难度,有效的提高了系统对负载变化的瞬态响应能力。在轻载时采用BURST调制方式,提高了轻载时芯片的效率,使该芯片在全负载范围内都能保证很高的效率。论文提出了一种新颖的恒流控制方式,通过外挂电阻的阻值设置恒流模式的电流值,有效的提高了输出电流的精确性和可控性,节省了芯片面积,并且改善了传统电流采样方式损耗大的缺点。根据恒压模式下,芯片的输出电流与误差放大器的输出电压成一定的比例关系,设计了一种高效的输出电缆压降补偿电路,对输出导线上的压降所导致的输出电压的降低进行了抑制,提高了输出电压的精确性。此外,芯片还集成了逐周期的过流保护、软启动、过温、短路、过压欠压等多种保护功能以确保芯片的正常工作。论文首先介绍了开关电源的发展趋势以及选题的目的和意义,接着介绍了开关电源的拓扑结构及其工作原理,然后对开关电源的零极点对电压环路和电流环路的稳定性影响进行了探究并讨论了关于外围器件选择的一些问题。紧接着介绍了几个重要的子模块和版图设计中一些基本规则和注意事项。基于某公司0.35 um BCD工艺模型,采用Candencc Spectre仿真软件对芯片的各个子模块进行了设计和仿真,并对芯片功能进行了仿真测试,完成了芯片的整体版图设计。该转换器的输入电压范围为10V40V,最大输出电压为12V,最大输出电流为3A。正常工作情况下,转换器的工作频率为225KHz,效率可达94%,满足设计指标要求。此款芯片适用于车载充电器/适配器、便携式充电设备、通用CC/CV充电应用等。

关键词：恒流控制电缆压降补偿降压型dc-dc转换器

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