一种基于COT控制的快速瞬态响应Buck变换器

设计了一种基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺的快速瞬态响应Buck型变换器。基于电流模COT架构的Buck型变换器,结合电容电流采样电路和负载电流调节器,设计了一种新颖的瞬态增强电路,对负载电流进行补偿,有效地减小了恢复时间,提高了输出电压精度。仿真结果表明,没有瞬态增强电路时,负载电流从0 A跳变到3 A,电流变化率为3 A/10 ns,下跌电压为166.9 mV,恢复时间为5.8 μs;加入瞬态增强电路后,下跌电压变为21 mV,恢复时间变为0.5 μs。没有瞬态增强电路时,负载电流从3 A跳变到0 A,电流变化率为3 A/10 ns,过冲电压为73 mV,恢复时间为3.3 μs;加入瞬态增强电路后,过冲电压变为36 mV,恢复时间变为0.6 μs。     

快速瞬态响应的变导通时间模式Buck变换器

提出了一种具有快速瞬态响应的变导通时间(VOT)模式Buck变换器。VOT模式电路采用误差电压来调节导通时间,导通时间控制电路采用电流乘法器,以实现误差电压到导通时间的线性控制。突破了传统恒定导通时间(COT)模式电路中对等效占空比的限制,实现了瞬态响应的提升。仿真结果表明,与传统COT模式电路相比,VOT模式Buck变换器具有更好的瞬态响应特性。该Buck变换器的动态电压调节时间从17.8 μs减小到13.2 μs,过冲电压从200 mV减小到110 mV,负载阶跃恢复时间从13.4 μs减小到4.8 μs,下冲电压从172 mV减小到132 mV。     

一种基于开关电流积分器的RB-COT Buck变换器

提出了一种基于开关电流积分器的RB-COT Buck变换器。通过注入电感电流纹波补偿控制环路,引入采样保持电路消除电感电流纹波的直流分量,提高了输出电压的精度。在此基础上,开关电流积分器替代原架构中的固定RC滤波器,有效提升了高工作频率下系统的响应速度,并在全频率范围内兼顾稳定性与响应速度。以全频率范围内环路稳定性作为设计基本准则,该Buck变换器在高开关频率下响应速度得到了有效提升。在1 MHz开关频率下,负载阶跃的恢复时间相比于采用固定RC滤波减少了20μs。     

带自适应斜坡补偿的COT控制Buck变换器

提出了一种采用自适应斜坡补偿(ARC)的恒定导通时间控制Buck变换器。引入了两个斜坡电压,实现对电感电流下降斜率的检测;通过负反馈环路调节斜坡斜率,使斜坡斜率跟随电感电流下降斜率的变化。最终斜坡补偿带来的额外极点被固定下来,以便于补偿设计。在此基础上,引入瞬态增强电路,提高了负载阶跃响应速度。在5 V输出电压下,负载从3 A到100 mA阶跃时,输出上冲电压减小了150 mV,恢复时间缩短了10 μs。负载从100 mA到3 A阶跃时,输出下冲电压减小了130 mV,恢复时间缩短了12 μs。     

自适应开启时间Buck变换器定时器电路设计

设计了一种用于自适应开启时间(adaptive on-time,AOT)Buck型DC-DC变换器的定时器电路,采用了输入电压前馈补偿和输出反馈技术,使开关频率不随输入、输出电压变化,实现了固定频率的伪脉冲宽度调制。基于0.18μm BCD工艺进行电路设计,并使用Hspice仿真验证。仿真结果表明当输入电压从5~18 V,相同输出电压下开关频率变化不超过10 k Hz,不同的输出电压下系统开关频率变化不超过20 k Hz。同时,由于定时器中采用输入电压前馈技术,提高了输入线性瞬态响应速度。     

一种用于Buck变换器的整流管驱动控制电路

介绍了一种用于断续导通模式Buck变换器的效率提升电路.详细分析了影响转换效率的关键因素,在此基础上提出了一种高效率的整流管驱动控制方案.该方案具备自适应死区时间和电感电流过零检测的功能,在兼顾系统功耗的前提下大幅优化了体二极管导通损耗和反向电感电流损耗,实现效率最大化.在0.18 μmBCD工艺下完成了设计和仿真,仿...     

一种快速响应数字COT控制Buck变换器

提出了一种数字恒定导通时间(COT)控制的DC-DC Buck变换器。通过跨导放大器、流控振荡器(CCO)和数字滤波器对电感电流进行采样,形成电流内环。在基于ADC、PI补偿器的电压外环输出信号上叠加由误差电流、CCO产生的斜坡补偿信号,最终形成双环控制的Buck变换器电路。提出的数字谷值电流模COT控制方法采用数字电流内环和额外的斜坡补偿方式,加快了电路的瞬态响应,同时保持了数字电源高输出精度的特性。该Buck变换器在输入电压5 V、输出电压3.3 V、开关频率1 MHz下进行了仿真验证。仿真结果表明,负载上阶跃和下阶跃响应时间分别为11 μs和17 μs。     

一种基于ACOT的高效降压型DC/DC变换器

采用自适应恒定导通时间(Adaptive Constant On-Time,ACOT)控制模式,设计了一种高效的降压型DC/DC变换器。该电路结构简单,无需进行环路补偿,具有瞬态响应快、在全负载段内转换效率高、频率集中等优点。基于0.6μm 16VCD工艺,对设计的降压型DC/DC变换器进行仿真验证。结果表明,该变换器在轻载下的效率高于83%;在全负载范围内,最高效率达到97%;系统的工作频率不随输入电源电压变化,具有快速的瞬态响应速度。     

超快速加载Buck变换器设计

为了提高VRM的加载响应速度,该文分析了传统Buck变换器的最优加载过程,并基于传统Buck变换器提出了双输入Buck变换器电路方案,说明了其稳态工作过程和加载运行过程,以最优加载阈值为依据给出了附加电源的切换条件,并做了仿真对比研究.仿真和试验结果表明双输入Buck变换器较传统Buck变换器具有更快加载响应速度和更小输出电压跌落,且结构简单,易于设计和实现,适用于VRM主电路.     

一种高效DC-DC变换器设计

以Buck变换器为原理，采用功能完善的SG3524控制芯片和功率MOSFET器件，设计了一种新型开关电源DC-DC变换电路。该电路具有良好的稳态和动态响应，仅适用于线性负栽。     

具有快速瞬态响应的电压模式Buck变换器

针对电压模式的Buck变换器,提出了一种新颖的参考电压可选择设计方案。在负载电流改变的情况下,通过参考电压选择电路和阈值电压控制电路来选择不同的参考电压,加快占空比的改变。采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真,结果表明,该变换器在负载发生590 mA瞬态变化时的输出过冲电压小于50 mV,并且瞬态恢复时间小于12 μs。与传统的电压控制模式相比,该变换器具有更好的瞬态响应性能。     

一种快速瞬态响应的低压差线性稳压器设计

设计了一种应用于片外大电容场景下的具有快速瞬态响应特性的LDO。电路通过采用负载电流采样负反馈的结构构成了一个高带宽的电压缓冲器。该LDO使用具有电容倍增功能的共栅共源补偿结构,在外挂1μF负载电容的条件下,仅需500 fF的片上补偿电容即可保证在全负载范围内的稳定性。此外,通过使用自适应偏置技术,在减小轻载功耗的同时进一步提升了瞬态响应速度。电路采用0.18μm CMOS工艺进行设计与仿真验证。仿真结果表明,在LDO的输入电压为1.2 V、输出电压为1 V时,当负载电流以0.1μs的速度在150 mA和100μA之间切换时,最大电压变化仅为10.7 mV,输出电压恢复时间小于0.7μs。     

一种具有快速瞬态负载响应的DC-DC变换器

分析了开关电源瞬态负载的基本原理、输出电压跌落幅度与电源环路之间的相互关系,比较了减小输出电压跌落幅度的几种控制方式,提出了采用数字非线性控制方式提升瞬态负载响应的方法.基于以上分析,全面评估了环路带宽、整流方式、非线性控制对开关电源瞬态响应的影响.最后采用非线性控制方法,设计了一种具有快速瞬态负载响应的DC-DC变换...     

A Current-Mode DC-DC Buck Converter with High Stability and Fast Dynamic Response

提出了一种高稳定性的电流型DC-DC转换器.首先应用一种新型的电流型转换器的模型推导了控制环路的增益表达式,在分析其环路增益的基础上,提出了一种新颖的控制环路频率补偿的方法,从而使转换器的稳定性不受负载电流和电源电压变化的影响.其次应用这种新的频率补偿方法,使用0.5μm-CMOS工艺设计了一种电流模式的降压型转换器.仿真结果表明,该稳压器具有高度的稳定特性,其稳定性与负载和电源电压无关.并且由于这种新的频率补偿为环路提供了极高的带宽,所以该转换器具有优异的动态响应.其提供的全负载瞬态响应的建立时间小于5μs,过冲电压小于30mV.     

具有快速动态响应的高稳定性电流型降压DC-DC转换器

提出了一种高稳定性的电流型DC-DC转换器.首先应用一种新型的电流型转换器的模型推导了控制环路的增益表达式,在分析其环路增益的基础上,提出了一种新颖的控制环路频率补偿的方法,从而使转换器的稳定性不受负载电流和电源电压变化的影响.其次应用这种新的频率补偿方法,使用0.5μm-CMOS工艺设计了一种电流模式的降压型转换器.仿真结果表明,该稳压器具有高度的稳定特性,其稳定性与负载和电源电压无关.并且由于这种新的频率补偿为环路提供了极高的带宽,所以该转换器具有优异的动态响应.其提供的全负载瞬态响应的建立时间小于5μs,过冲电压小于30mV.     

一种快速瞬态响应LDO的设计与实现

设计了一种快速瞬态响应LDO。采用缓冲级结构的增强电路,使功率器件在负载瞬态变化时,栅极能够及时响应,从而避免了较大的电压上冲与下冲。加入缓冲级电路以后,系统的稳定性变差,采用密勒补偿和前馈补偿对其进行频率补偿,增加系统的相位裕度,使系统稳定。采用CSMC 0.5 μm工艺,利用Cadence工具完成了整体电路的设计、前仿真、物理版图设计和后仿真,并进行了流片。测试结果表明,设计的LDO输出电压为2.5 V,负载电流在10 mA和300 mA之间变化时,电压最大变化48 mV,响应时间为12.4 μs。