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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/70002
標題: | 快速響應低相位抖動的固定導通時間控制壓降轉換器 A Fast Response Low Jitter Constant On-Time Controlled Buck Converter |
作者: | Yu-Kang Chen 陳友康 |
指導教授: | 林宗賢 |
關鍵字: | 壓降轉換器,固定導通時間,快速暫態響應,低相位抖動,功率電晶體, buck converter,constant-on time,fast response,low jitter,power mosfet, |
出版年 : | 2018 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 在一個積體電路系統中,電源管理晶片扮演了相當重要的角色,負責提供一個穩定的電壓源,本論文實作並量測兩個直流對直流壓降轉換器。
第一個作品驗證並利用所提出的開關導通電阻模型,實現一個操作在一千萬赫茲下最高能量轉換比達九十二的固定導通時間壓降轉換器。此模型估算的開關電阻與實際量測值僅有不到百分之二的誤差。本作品使用三百奈米亨利的電感及四點七微米法拉的電容,輸入電壓為一點八伏特,輸出電壓為一伏特。輸出電流最高可達一安培,輸出電壓漣波為十毫伏特。 第二個作品改善了第一個作品的相位抖動問題,並且提出一個具鉗位功能的斜波補償器,進一步改善因斜波補償而表現下滑的暫態響應。實現一個能源轉換效率達百分之九十一的快速響應低相位抖動的固定導通時間控制壓降轉換器。本作品使用三百奈米亨利的電感及四點七微米法拉的電容,輸入電壓為一點八伏特,輸出電壓為一伏特。輸出電流最高可達零點四安培,輸出電壓漣波為十五毫伏特。以上兩個作品均實作於台積電零點一八微米製程。 Power management IC (PMIC) is a critical building block in integrated circuits for providing stable supply voltages. Two dc-dc buck converters are implemented and verified in this thesis. The first work proposes an on-resistance model. This model is applied in the design of a 10-MHz constant on-time controlled buck converter with 92% peak efficiency. The estimated on-resistance from the proposed model is only 2 percent in error with measured value. This work is realized with 300 nH inductor and 4.7 uF capacitor. The input voltage is 1.8 V and the output voltage is 1 V. The output current can be as high as 1 A and the output ripple is less than 10 mV. The second work improved the jitter behavior of the first one and proposed a voltage-clamped ramp compensator to speed up the transient response. A fast response low jitter constant on-time controlled buck converter with 91% peak efficiency is been implemented. Operating at 10-MHz switching frequency, this work is realized with 300 nH inductor and 4.7 μF capacitor. The input voltage is 1.8 V and the output voltage is 1 V. The output current can be as high as 0.4 A and the output ripple is less than 15 mV. Both of two works are fabricated in TSMC 0.18 μm CMOS process. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/70002 |
DOI: | 10.6342/NTU201800406 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 電子工程學研究所 |
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