一种快速动态电压调整的单电感双输出DC-DC变换器设计

发布时间：2017-12-18 22:04

  本文关键词：一种快速动态电压调整的单电感双输出DC-DC变换器设计

  更多相关文章： SIDO变换器 动态电压调整 最大电流充电 电荷泄放支路

【摘要】：随着手持智能设备的爆发式发展,对电子产品的集成度和处理能力提出了新的要求。SoC技术以其集成度高、处理速度快等优点,得到广泛应用。因满足SoC系统对电源芯片小体积、低重量、片外电路简单、多电压输出的要求,单电感双输出开关电源电路(Single Inductor Dual Output,SIDO)得到广泛关注。同时,SoC系统为了实现低功耗,要求电源芯片能够根据系统当前的工作状态对供电电压做出及时调整,因此快速动态电压调整能力成为SIDO变换器的核心性能指标之一为了实现快速动态电压调整,本文基于Chart 0.18μm CMOS工艺设计了一种采用最大电流充电和增加电荷泄放支路方案的SIDO变换器。本文首先对SIDO变换器建立了系统模型,随后基于完整的系统模型对SIDO变换器进行了详细设计。采用自适应共模电压的架构实现一路输出电压固定、另一路输出电压可调,有效抑制了交叉干扰；主级环路采用无补偿的误差放大器,提高了瞬态响应,次级环路采用比例积分补偿,增强了环路稳定性。在电路设计的基础上,对SIDO变换器进行了版图设计和后仿真。后仿真结果表明：SIDO变换器在输出电压Vo1=1.8V、Io1=200mA,Vo2从0.9V到1.2V的切换时间为11.6μs,切换速度为38.7μs/V; Vo2从1.2V到0.9V的切换时间为17.4μs,切换速度为58μs/V;重载时输出电压纹波小于20mV,轻载时输出电压纹波小于30mV。SIDO变换器正常工作时重载转换效率大于91%,轻载转换效率大于84%,基本达到了设计指标。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46

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本文编号：1305771