快速DVS響應(yīng)的降壓變換器設(shè)計.pdf

1、手持設(shè)備的快速發(fā)展對芯片的性能和功耗同時提出了更高要求。動態(tài)電壓調(diào)節(jié)（Dynamic Voltage Scaling，DVS）正是其中一種普遍的解決方案[1]。但是有效的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)要求供電電壓的變化速度足夠快。LDO結(jié)構(gòu)相對簡單，響應(yīng)速度也可以做到很快，但是存在輸出動態(tài)范圍小和效率低的問題。開關(guān)電源為此成為了首選，但如何做到快的DVS響應(yīng)一直是開關(guān)電源很大的問題。為此，本文提出了電壓?？刂频木哂锌焖貲VS響應(yīng)的降壓變換器的設(shè)計方法，并

2、設(shè)計和優(yōu)化了一款具有5MHz開關(guān)頻率的電壓?？刂频慕祲鹤儞Q器。在設(shè)計方法上，本文重點分析了三型補償中，零極點位置對環(huán)路穩(wěn)定性的影響，并給出了設(shè)計實例。另外還定性地分析了降壓變換器中的復(fù)極點、占空比飽和、電感電流飽和以及偽三型補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)對DVS響應(yīng)造成的影響。在電路設(shè)計上，本文給出了兩款芯片設(shè)計方案。兩款芯片采用了不同的偽三型補償方案，其中一款芯片是對另外一款芯片的優(yōu)化，并獲得性能上的提升。
　　第一款降壓變換器芯片的設(shè)計基于0.1

3、3μm標準 CMOS工藝。該降壓變換器的輸入電壓范圍為2.8V-3.6V，輸出電壓范圍為1.2V-1.8V，最大負載電流1A。測試結(jié)果顯示，發(fā)生 DVS響應(yīng)時，它的向上跟蹤速度為8.3μs/V，向下跟蹤速度為15μs/V。第二款降壓變換器芯片的設(shè)計基于40nm標準CMOS工藝。該降壓變換器的輸入電壓范圍為2.8V-3.6V，輸出電壓范圍為1V-2V，最大負載電流為1A。仿真結(jié)果顯示，發(fā)生 DVS響應(yīng)時，它的向上跟蹤速度為3.7μs/V，