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一种宽负载电流范围的高效率A-COT Buck DC-DC设计
1
作者 马骏骑 周晓笛 +2 位作者 黄磊磊 张润曦 石春琦 《微电子学与计算机》 2025年第2期112-119,共8页
提出了一种基于自适应恒定导通时间(Adaptive constant-on-time,A-COT)的Buck DC-DC芯片,在0.001~2.000 A的宽负载电流范围内实现了高效率。对于大负载,引入栅压自举电路,采用NMOS作为高边(High Side,HS)开关,以减少导通损耗。随着负载... 提出了一种基于自适应恒定导通时间(Adaptive constant-on-time,A-COT)的Buck DC-DC芯片,在0.001~2.000 A的宽负载电流范围内实现了高效率。对于大负载,引入栅压自举电路,采用NMOS作为高边(High Side,HS)开关,以减少导通损耗。随着负载电流的减小,电路自动过渡到离散导通模式(Discrete Conduction Mode,DCM),由过零检测电路(Zero-crossing Detection,ZCD)控制,降低开关频率和开关损耗。极轻载时,电路进入低功率模式(Low-power Mode,LPM),减小控制电路的静态电流,使静态损耗最小化。为提高输出电压精度和电路稳定性,采用了Ⅲ型补偿电路,提高环路增益和相位裕度。本文提出的DC-DC变换器效率峰值达到92.38%,在1 mA负载下效率高达86.8%,在0.001~2.000 A的整个负载范围内效率均优于84.5%。 展开更多
关键词 自适应恒定导通时间 DC-DC转换器 宽负载范围 高效率
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具有DCM环路校准的ACOOT控制全集成Buck 被引量：1
2
作者 陈添之 邹志革 +4 位作者 谢锦红 皮庆广 李龙迪 童乔凌 刘冬生 《微电子学与计算机》 2024年第9期110-116,共7页
为解决高频下过零检测不精确所导致DCM模式下转换器存在较大反向电感电流损耗的问题,提出了一种基于自适应固定导通与关断时间控制的全集成Buck转换器。该控制方式属于脉冲频率调制(PFM),可根据输入输出电压和负载大小自动地调整导通时... 为解决高频下过零检测不精确所导致DCM模式下转换器存在较大反向电感电流损耗的问题,提出了一种基于自适应固定导通与关断时间控制的全集成Buck转换器。该控制方式属于脉冲频率调制(PFM),可根据输入输出电压和负载大小自动地调整导通时间和关断时间,改善轻载时输出电压纹波和效率。此外,设计了DCM校准环路,实现了精确的DCM工作。采用SMIC 65 nm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明:在2.5 V输入电压,1.2 V输出电压,负载范围为0~150 mA条件下,最大输出电压纹波为69 mV,峰值效率提高系数为34.2%,峰值效率为73%;当负载为10 mA时,峰值效率为51.1%。 展开更多
关键词 全集成转换器 自适应固定导通与关断时间 轻载效率 非连续导通模式
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一种提高单电感双输出升/降压型转换器轻载效率的设计策略
3
作者 李叶 许伟伟 洪志良 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期510-516,共7页
为了提高单电感双输出升/降压型直流-直流转换器在轻载下的效率,设计实现了适用于不同转换条件的非连续导通模式（DCM）功能和脉冲频率调制（PFM）控制。前者降低了电感电流的均方根值,减少了导通损耗;后者降低了开关频率,减少了开关损... 为了提高单电感双输出升/降压型直流-直流转换器在轻载下的效率,设计实现了适用于不同转换条件的非连续导通模式（DCM）功能和脉冲频率调制（PFM）控制。前者降低了电感电流的均方根值,减少了导通损耗;后者降低了开关频率,减少了开关损耗。详细分析了在PFM控制下转换器的驱动能力、电感电流纹波和输出电压纹波之间相互制约的关系,并采取了一种可以由两路任意升/降压输出灵活复用的自适应导通时间控制方法。经0.25μm 2P4M CMOS混合信号工艺流片验证,测试结果显示DCM和PFM时序与设计方案吻合,各种转换条件下输出电压纹波在40~70 mV。通过比较发现,对轻载效率的提升可以达到30%以上。 展开更多
关键词 单电感双输出 升/降压型转换器 非连续导通模式 脉冲频率调制 自适应导通时间控制
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一种基于ACOT的Buck型开关电源设计 被引量：2
4
作者 谢凌寒 孙祎轩 +1 位作者 周颖 荣悦 《电子与封装》 2023年第11期80-86,共7页
基于自适应恒定导通时间(ACOT)控制方式,设计了一种恒频效果良好的降压型DC-DC转换器。该转换器采用V2COT架构,兼具输出精度高和瞬态响应速度快的特点。采用一种改进的自适应导通时间控制方式,降低了负载电流对开关频率的影响,使转换器... 基于自适应恒定导通时间(ACOT)控制方式,设计了一种恒频效果良好的降压型DC-DC转换器。该转换器采用V2COT架构,兼具输出精度高和瞬态响应速度快的特点。采用一种改进的自适应导通时间控制方式,降低了负载电流对开关频率的影响,使转换器在连续导通模式(CCM)下具有良好的开关频率稳定性。基于东部高科0.15μm BCD工艺完成流片,芯片输入电压为4.5~17 V,输出电压为0.76~7 V,最大负载电流为3 A,开关频率为1 MHz。测试结果表明,在CCM下,开关频率随输入电压变化率为2.67 kHz/V,随负载电流变化率为2.95 kHz/A,峰值效率达96.43%,输出电压纹波为8.2 mV,负载调整率为0.93%,负载瞬态响应时间小于20μs。 展开更多
关键词 自适应导通时间 恒定开关频率 降压型DC-DC转换器 低输出电压纹波
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高效率快速响应的全集成KY升压转换器设计
5
作者 李龙迪 邹志革 +3 位作者 皮庆广 谢锦红 童乔凌 刘冬生 《微电子学与计算机》 2023年第5期118-125,共8页
基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款高效率快速响应的全集成KY升压转换器.针对脉宽调制(PWM)轻载效率低,瞬态响应慢的问题,提出了一种带瞬态增强的自适应恒定导通与关断时间的变频控制策略.该策略采用自适应时间控制技术,可根据输入、... 基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款高效率快速响应的全集成KY升压转换器.针对脉宽调制(PWM)轻载效率低,瞬态响应慢的问题,提出了一种带瞬态增强的自适应恒定导通与关断时间的变频控制策略.该策略采用自适应时间控制技术,可根据输入、输出电压和负载电流自动调整计时,优化了输出电压纹波.同时设计了瞬态增强电路,当输出低至限压阈值时,通过延长计时器的充电时间加速系统恢复.此外,还设计了DCM自校准电路,实现了精确的过零关断.仿真结果表明,在输入电压1.5 V,输出电压1.8 V的典型应用下,负载范围为0~120 mA,峰值效率为71.5%.在10 mA轻载下,效率仍有52.4%.当负载电流在110 mA的阶跃高度瞬变时,响应速度分别为2.55 ns/mA和6.18 ns/mA. 展开更多
关键词 全集成KY转换器 自适应恒定导通与关断时间 负载瞬态增强 轻载效率
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一种超低静态电流ACOT降压转换器
6
作者 汪东 谢凌寒 《电子与封装》 2023年第9期34-40,共7页
在可穿戴和物联网等应用领域,电池通常为系统供电。为保证系统能长时间待机,需要电源芯片具有超低待机电流。为降低待机功耗,在空载进入休眠模式时关断大部分电路,仅保留低功耗振荡器(LP_OSC)、电压基准的采样保持电路和低功耗比较器(LP... 在可穿戴和物联网等应用领域,电池通常为系统供电。为保证系统能长时间待机,需要电源芯片具有超低待机电流。为降低待机功耗,在空载进入休眠模式时关断大部分电路,仅保留低功耗振荡器(LP_OSC)、电压基准的采样保持电路和低功耗比较器(LP_CMP),待机电流仅为430nA。为保证良好的负载瞬态响应,设计了自适应恒定导通时间(ACOT)架构。该架构具有瞬态响应好、电流连续模式频率稳定、环路稳定性好等特点。该芯片可提供最大600mA的负载电流,峰值效率可达96%,在输入电压为5V、输出电压为3.3V、带载电流为10μA时,效率大于80%。 展开更多
关键词 降压转换器 超低静态电流 自适应恒定导通时间 轻载高效率
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