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高效率、低功耗直流電壓轉換器芯片設計與實現
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時間:2016-04-05 09:07
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隨著便攜式電子產品的日益普及,直流電壓轉換器(DC-DC)芯片得到廣泛應用。由于這些產品通常使用單電池供電,能量有限,如何提高轉換效率,降低功耗,延長電池壽命,便成為設計者需要考慮的主要問題。
現提出了一種基于脈沖寬度調制(PWM)和脈沖頻率調制(PFM)模式的高效率,低功耗開關電源直流電壓轉換器的設計方法。
電路在負載電流較大(約>60 mA),電感電流連續時,采用開關頻率1 MHz的電壓型PWM控制工作模式,在負載電流較小(約<60 mA),電感電流不連續時采用開關頻率小于0.5MHz的峰值電流和電壓遲滯雙重控制的PFM工作模式,實現了在0~250 mA的負載電流變化范圍內的高轉換效率。
當輸出電壓達到預計輸出電壓的102%時,系統自動進入待機狀態,使靜態工作電流降低。芯片采用CSMC公司的 0.5μmCMOS混合信號模型設計和流片。
仿真和測試結果表明該電路可實現PWM和PFM模式供電以及兩種模式之間的平穩過渡,具有較好的負載和線性調 節能力。輸出電壓的誤差小于±2%,最大靜態工作電流小于15μA,最大轉換效率達92.6%。
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