A Digital Control DC-DC Based on PVT Ring Oscillatior and MFMP Modulate.pdf

1、隨著人們生活中電子產(chǎn)品越來越頻繁的使用，如何給其提供更精確更穩(wěn)定的電源成為了一個(gè)迫切需要解決的問題。本文從數(shù)字控制的角度，結(jié)合模擬電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于與工藝、溫度和電源電壓無關(guān)振蕩環(huán)和多頻多相調(diào)制的數(shù)字控制電源管理芯片。該芯片能在工作溫度變化范圍0℃到100℃時(shí)和電源電壓變化范圍為2.8V到3.8V時(shí)維持較好的輸出，并通過多相多頻調(diào)制使電源維持一個(gè)較好的效率。
　　該數(shù)字de-de控制芯片采用Chartered0.35μm3.3V

2、2P4MCMOS工藝，使用CadenceVirtuoso對(duì)時(shí)鐘振蕩環(huán)進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)，并通過后仿真和流片進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證。結(jié)果表明對(duì)片內(nèi)時(shí)鐘的穩(wěn)定性和功耗進(jìn)行了有效地改進(jìn)。由于采用了誤差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，在偏置電壓和延時(shí)單元的相互補(bǔ)償下，振蕩頻率對(duì)于工藝，溫度和電源電壓均有較大的容差能力。并且由于針對(duì)延時(shí)單元補(bǔ)償?shù)姆绞?，令周期大小易于調(diào)整。蒙特卡羅仿真顯示，工藝誤差引起的偏差要比補(bǔ)償前的偏差減小了60％。流片測(cè)試結(jié)果表明，在工作溫度變化范圍0℃

3、到100℃時(shí)，振蕩環(huán)輸出的頻率偏差為±3.22％。在電源電壓變化范圍為2.8V到3.8V時(shí)，振蕩環(huán)輸出的頻率偏差為±3.36％。在電源電壓3.3V的情況下，整個(gè)芯片消耗的電流為950μA。
　　其次使用modelsim，DC和Astro等數(shù)字設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)字脈寬調(diào)制器，并通過后仿真和流片進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證.結(jié)果表明通過對(duì)傳輸關(guān)鍵路徑的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字脈寬調(diào)制器線性度的提高，并且達(dá)到預(yù)計(jì)的五個(gè)頻段和12相輸出。12個(gè)相位的輸出

4、符合各相位的差別，而且能隨輸出頻率變化保持相位差別。數(shù)字脈寬調(diào)制器在輸出頻率為0.9766MHz時(shí)分辨率為11比特，1.953MHz時(shí)為10比特，3.83MHz時(shí)為9比特，7.93MHz時(shí)為8比特，15.34MHz時(shí)為7比特。在電源電壓3.3V的情況下，整個(gè)芯片消耗的電流為4.3mA。
　　最后根據(jù)芯片的具體參數(shù)，采用雙線性轉(zhuǎn)換的方式設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字PID補(bǔ)償器，對(duì)芯片控制環(huán)路進(jìn)行補(bǔ)償，并完成數(shù)字PID補(bǔ)償器的仿真.最后在simul