自動升-降壓50mA開關電容電荷泵的設計.pdf

1、小型化和多功能是便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，因此要求DC/DC轉(zhuǎn)換器具有高效率、低靜態(tài)電流、小的板級面積、小體積和低成本等特性。傳統(tǒng)的電源管理方法是使用電感模式的DC/DC轉(zhuǎn)換器，但是隨著亞微米技術(shù)的發(fā)展和多層陶瓷大電容的使用，電荷泵的效率得到提高，所以電荷泵不僅在低功耗而且在較大輸出電流應用中仍然得到廣泛的應用。 在對電荷泵原理研究的基礎上，論文采用0.5μm標準CMOS工藝設計了一種具有寬輸入電壓范圍和多輸出規(guī)格的50mA自動

2、升/降壓開關電容電荷泵DC/DC轉(zhuǎn)換器。輸入電壓范圍為2.0～5.5V，輸出電壓分別為5V、3.3V、3.0V、2.7V和2.5V五種規(guī)格。在滿負載條件下，靜態(tài)電流為1mA；在空載情況下，靜態(tài)電流為60μA；在關斷情況下，靜態(tài)電流小于1μA。無論輸入電源電壓高于或者低于輸出電壓，輸出電壓都能通過自動選擇降壓或者升壓模式保持恒定。升壓和降壓模式都不需要電感元件，可提供低EMI的DC/DC轉(zhuǎn)換。高的開關頻率允許選用小的表面陶瓷電容，可節(jié)省板

3、級面積、降低成本和減小輸出電壓紋波。具有熱保護和電流限制功能，保護工作在不正常條件下的負載元件和芯片。該電荷泵采用跳周期(SkipCycles)控制模式，具有在輕負載情況下效率高的顯著優(yōu)點。 通過對電荷泵DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本原理和系統(tǒng)功能的詳細分析，論文首先介紹了整體結(jié)構(gòu)，然后重點介紹了作者所負責的部分子模塊電路。在電荷泵基本理論中，詳細分析了線性(Linear)模式、跳周期(SkipCycles)模式和具有遲滯控制的跳周期模