一種快速動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整的單電感雙輸出DC-DC變換器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著手持智能設(shè)備的爆發(fā)式發(fā)展，對(duì)電子產(chǎn)品的集成度和處理能力提出了新的要求。SoC技術(shù)以其集成度高、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。因滿(mǎn)足SoC系統(tǒng)對(duì)電源芯片小體積、低重量、片外電路簡(jiǎn)單、多電壓輸出的要求，單電感雙輸出開(kāi)關(guān)電源電路(Single Inductor Dual Output，SIDO)得到廣泛關(guān)注。同時(shí)，SoC系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)低功耗，要求電源芯片能夠根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)對(duì)供電電壓做出及時(shí)調(diào)整，因此快速動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整能力成為SIDO

2、變換器的核心性能指標(biāo)之一。
　　為了實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整，本文基于Chart0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一種采用最大電流充電和增加電荷泄放支路方案的SIDO變換器。本文首先對(duì)SIDO變換器建立了系統(tǒng)模型，隨后基于完整的系統(tǒng)模型對(duì)SIDO變換器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。采用自適應(yīng)共模電壓的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)一路輸出電壓固定、另一路輸出電壓可調(diào)，有效抑制了交叉干擾;主級(jí)環(huán)路采用無(wú)補(bǔ)償?shù)恼`差放大器，提高了瞬態(tài)響應(yīng)，次級(jí)環(huán)路采用比例積分補(bǔ)償，增強(qiáng)了環(huán)路穩(wěn)

3、定性。在電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)SIDO變換器進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和后仿真。
　　后仿真結(jié)果表明:SIDO變換器在輸出電壓Vo1=1.8V、Io1=200mA，Vo2從0.9V到1.2V的切換時(shí)間為11.6μs，切換速度為38.7μs/V; Vo2從1.2V到0.9V的切換時(shí)間為174μs，切換速度為58μs/V;重載時(shí)輸出電壓紋波小于20mV，輕載時(shí)輸出電壓紋波小于30mV。SIDO變換器正常工作時(shí)重載轉(zhuǎn)換效率大于91％，輕載轉(zhuǎn)換效率大于