一种新的功率变换器调制模式

本文提出了一种新的异于迄今习用的PWM、PFM的功率开关变换器调制模式?跨周期调制PSM(pulse cycle Skip Modulation)，提出PSM的控制机理和理论模式，首次定义PSM的调制度，分析了其响应速度、效率及频率特性，并与PWM、PFM调制模式进行了比较，得出PSM是一种在不同负载下均有很高效率的调制模式，特别适用于中小功率变换系统。     

DC-DC变换器中CMOS电荷泵锁相环的设计

针对电荷泵锁相环的抖动问题,对CMOS电荷泵锁相环的压控振荡器电路进行改进;设计了一种采用增益补偿技术的压控振荡器,实现了可用于DC-DC变换器中与外部时钟同步的电荷泵锁相环.电路设计基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,采用HSPICE软件仿真验证.仿真结果表明,在3.3 V电源电压、-40 ℃～85 ℃温度范围内,该电荷泵锁相环能够与外部时钟同步于1.5 ～3.5 MHz的频率范围,锁定时间小于72 μs,功耗小于1.3 mW.     

用于相变存储器的自适应1.5X/2X/3X高效电荷泵

针对相变存储器中编程驱动电路的电源效率问题,设计了一种1.5X/2X/3X自适应高效电荷泵,电路采用跳周期模式稳定输出电压.在中芯国际0.18 μm标准CMOS工艺模型下,对电路进行了仿真.结果表明,在输入电压为2.2～4.8 V时,输出5V电压,最大负载电流为10mA,电源效率最高可达94％.     

开关变换器的跨周期调制模式

该文提出了一种新的开关变换器的调制模式一跨周期调制(Pulse cycle Skip Modulation,PSM),分析和研究了其工作原理及控制特性,给出了PSM的状态方程.调制度、响应速度、效率与电路参数之间的关系.同PWM调制模式相比,PSM具有更好的调制特性.     

基于PSM调制方式的双环控制电路的设计

跨周期调制(PSM)是一种不同于PWM和PFM的功率变换调制模式。文章从提高变换器效率和避免进入音频范围的角度出发,提出了一种基于PSM调制方式的双环控制电路,给出了电路的工作原理,占空比的设计方法和验证电路与实验结果。该设计是对PSM调制模式的一种优化,使PSM成为功率集成电路的实用性调制模式。     

降压式电荷泵电路MAX1730

MAX1730是一种输出稳压的降压式电荷泵电路，它输出固定的1．8V或1．9V，输出电流可达50mA。介绍其特性、结构、工作原理及应用电路。     

基于脉冲跨周期调制的DC-DC变换器自适应电压调节技术

为实现减小数字电路的供电电压来降低其能量消耗的目的,该文提出基于脉冲跨周期调制(PSM)的DC-DC变换器自适应电压调节(AVS)技术。AVS技术通过追踪和探测关键路径复制(CPR)的延迟时间自适应地调节数字电路的供电电压。同时,具有自适应占空比的PSM调制模式(APSM)被用来改善轻负载下变换器输出电压的纹波和效率。实验结果显示,当负载工作频率在30～150 MHz范围内变化时,输出电压在0.6～1.5 V之间稳定输出。和传统的固定工作电压相比,该文设计的DC-DC变换器最大可节省83%的能耗。     

采用新型变频调制的高效率低纹波电荷泵设计

设计了一种基于变频调制(VFM)的新型电荷泵系统.该电荷泵系统通过自动调节时钟频率,使系统在很大的负载范围内保持高效率低纹波的特点.为了设计该变频模式电荷泵系统,导出基于变频模式电荷泵的大信号和小信号模型.依据这些模型,选择合适的器件参数,设计了补偿网络.系统在TSMC的0.35 μm混合信号CMOS工艺下设计完成.仿真结果表明,提出的设计目标均已实现,所获结果与理论计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性.     

电荷泵电路TPS6020X及其应用

功能特点 TPS6020X系列是一种高效、低噪、低成本的DC/DC变换器。强大的电荷泵可以从两节NiMH电池的正常供电中产生3.3V、50mA/100mA电流为电路供电。器件的节电脉冲省略模式可以在轻载时明显延长电池寿命。逻辑断电功能使供电电流降为0.05μA,并完全断开电池与负载,节省一个开关之消耗。器件还有低电池电压比较器和电源完好指示功能,可满足不同使用需求。TPS6020X系列的特点如下:     

电荷泵电路的分析、设计和提高性能的研究

在分析一般电荷泵电路的基础上,提出一种新的电荷泵结构,并对它的工作原理及有关性能进行了详细分析研究。ＳＰＩＣＥ模拟结果表明,与原来的电路相比,在输出电压为１５ Ｖ的情况下,电荷泵的上升时间下降了４２ ％ ,负载能力提高了１２５ ％ ,为增大ＥＥＰＲＯＭ 的容量和提高数据的擦写速度提供了有利条件     

基于FPGA的模糊跨周调制模式的实现

文章提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的功率变换的模糊型跨周调制模式(FPSM,Fuzzy Pulse Skip Modulation)的实现方法,并将其应用于单端反激式开关电源的功率变换系统.实验研究表明,FPSM除具有跨周调制(PSM)效率高、响应速度快、鲁棒性强等优点外,较之PSM,它还能有效地降低变换器的输出电压纹波,消除音频噪声的影响.     

Study on Pulse Skip Modulation Mode in Smart Power Integrated Circuits and Its Test Technology

Up to now, the popular control modes for smart power integrated circuit (SPIC) are PWM and PFM.PWM bases on constant frequency variable width (CFVW) control pulse, whereas, PFM bases on constant width variable frequency (CWVF) control pulse. PWM converter has low efficiency with light loads and high amplitude harmonic. On the other hand,the control circuit and filter for PFM are much complex. This dissertation proposes a novel modulation mode named pulse skip modulation (PSM)for SPIC converter, which bases on constant width constant frequency (CWCF) control pulse. It is shown that PSM converter would improve its efficiency and suppress EMI. It also has quick response speed, good interfere rejection and strong robust. Furthermore, it is easy to realize PSM control circuit. The modulating theories of PSM are firstly studied in the world according to the author's investigation.     

用于相变存储器的高效开关电容电荷泵

提出一种应用于相变存储器芯片的新型开关电容电荷泵。对于16 位的相变存储器芯片,系统擦写时间大于100 ns,电荷泵的驱动能力至少为60 mA。相比于传统开关电容电荷泵,该电荷泵根据负载电流大小自动生成一个使能信号,该信号通过控制升压模块功率管的开启与关断来调节输出电压,最终将输出电压控制在一个允许的范围内波动。采用40 nm CMOS工艺对电荷泵进行设计和仿真,结果表明在5 mA负载时,电源效率为87%,输出纹波为2.84 mV;负载电流从0 mA变化到60 mA时,电源效率皆高于82%;负载电流变化在300 mA/μs时,输出瞬态响应时间为1.63 μs,满足相变存储器芯片的使用要求。     

电荷泵电路功耗优化设计及改进

通过简单的解析模型,提出了电荷泵电路功耗最小化的设计原则。利用这一原则,可以由输入和输出电压确定升压级数,使转换效率最大化。根据所需的输出电流,确定充电电容的值。通过对传统电荷泵电路的改进,消除了衬偏效应。在华虹NEC 0.35μm EEPROM CMOS工艺下进行仿真,仿真结果证明了提出的设计原则的正确性。     

Modeling and Analysis of Pulse Skip Modulation

The state space average model and the large signal models of Pulse Skip Modulation （PSM） mode are given in this paper. Farther more, based on these models and simulations of PSM converter circuits, the analysis of the characteristics of PSM converter is described in this paper, of which include efficiency, frequency spectrum analysis, output voltage ripple, response speed and interference rejection capability. Compared with PWM control mode, PSM converter has high efficiency, especially with fight loads, quick response, good interference rejection and good EMC characteristic. Improved PSM slightly, it could be a kind of good independent regulating mode during the whole operating process for a DC-DC converter. Finally, some experimental results are also presented in this paper.     

一种高性能CMOS电荷泵的设计

设计了一种用于电荷泵锁相环的CMOS电荷泵电路。电路中采用三对自偏置高摆幅共源共栅电流镜进行泵电流镜像,增大了低电压下电荷泵的输出电阻,并实现了上下两个电荷泵的匹配。为了消除单端电荷泵存在的电荷共享问题,引入了带宽幅电压跟随的半差分电流开关结构,使电荷泵性能得以提高。设计采用0．18-μm标准CMOS工艺。电路仿真结果显示,在0．35V到1．3V范围内泵电流匹配精度达0．9％,电路工作频率达250MHz。     

新型全差分电荷泵设计

采用差分输入和差分输出方案，设计了一种新型的全差分电荷泵。采用差分输出不仅能够降低电荷泄满所带来的电压噪声，而且能够提高电荷泵的上升和下降速度，从而提高锁相环的工作速度，还能增大输出电压的范围。在差分输入端，采用正反馈电路结构，以提高开启和关断速度，并降低功耗。上拉泵电路和下拉泵电路完全对称，能够消除电流失配所带来的噪声。     

低杂散锁相环中电荷泵的设计

采用IBM 0.18 μm CMOS工艺,设计了一款应用于433 MHz ASK接收机中低杂散锁相环的电荷泵电路.设计采用与电源无关的带隙基准偏置电流源和运算放大器,实现了电荷泵充放电电流源的精确匹配,有效抑制了传统电荷泵对锁相环锁定状态中杂散信号的影响.电路在Cadence的Spectre工具下进行仿真,结果表明:当电源电压为1.8 V、参考电流为30 μA、输出电压范围在0.5～1.5 V时,充放电电流精确匹配,杂散小于-80 dB,其性能符合接收机系统要求.