摘要：DC-DC转换器在总剂量辐射环境下会带来输出电压漂移、线性调整率与负载调整率下降等影响,使得电路的输出稳定性能变差。针对传统基于工艺与版图的抗总剂量辐射效应加固方法会带来成本较高、版图面积过大及普适性较差等问题,提出一种实时监测与自适应加固并行的抗总剂量辐射效应加固设计方法,可脱离工艺实现在电路级层面的总剂量辐射效应加固,提升了Buck-Boost转换器的抗总剂量辐射能力。基于0.18μm BCD工艺对所提方法进行具体电路设计与物理实现验证,结果表明:在剂量值为2000 Gy(Si)的条件下,可将系统增益的下降率从19.26%补偿至6.65%,输出电压漂移率从0.0663%改善至0.0074%,负载调整率和线性调整率分别降低2.15%/A和0.0389%/V,为电路与系统级的抗总剂量辐射效应加固设计提供了一种新方法。

摘要：以Boost型转换器为例进行了DC-DC转换器对单粒子瞬态的敏感性分析,研究了单粒子瞬态对环路响应的影响.基于对环路敏感节点的分析,采用电路与系统级的片上自动检测方法及时获取单粒子能量,进而转化为动态补偿的参数,实现了对不同单粒子能量下的瞬态特性改善.基于商用0.18μm BCD工艺,完成了一款高可靠Boost型转换器电路设计、版图设计与物理验证.实验结果显示,输入电压为2.9~4.5 V,输出电压为5.9~7.9 V,负载能力为55 mA,系统在单粒子瞬态效应的作用下,输出电压的最大波动不超过1 mV,抑制能力达到86.07%以上,能够抵抗LET=100 MeV·cm^(2)/mg的单粒子轰击.

摘要：传统的修调方案是通过改变电阻反馈网络的反馈系数来对系统的输出电压进行修调,这种针对于特定输出电压下的反馈电阻修调的方法无法保证配置不同输出电压时的精度.针对上述问题,本文通过分析环路的工作特点,从固定工作点的误差放大器入手,提出基于动态修调误差放大器电流的高精度Buck-Boost转换器设计方法.基于0.18μm BCD工艺对提出的方法进行了具体电路设计与物理实现验证.结果表明,修调电流可以将输出电压±40 mV的输出电压误差降低到±1.83 mV,输出电压精度可以达到0.0457%;在输出电压误差满足≤5 mV时,满修调时可实现最大误差62.83 mV的修调.相较于传统结构,修调电压的精度受PVT变化影响较小,极大地改善了系统的输出精度,该方法已在一款Buck-Boost型转换器中得到成功应用.

摘要：针对传统脉冲宽度调制(PWM)峰值电流模的DC-DC变换器面临的瞬态响应能力有限的问题,提出了一种应用于Buck-Boost型变换器的瞬态响应增强方法,通过自适应时钟控制和DAC输出可变基准电压共同作用使得占空比迅速饱和,进一步提升了电感电流转换速率,从而加速瞬态响应;同时针对传统的负载瞬态检测产生的固有延时以及无法应用于动态电压调节(DVS)的系统等诸多的问题,提出了一种基于占空比采样的快速瞬态检测方法,该方法检测精度高、速度快且受PVT的影响较小.基于0.18μm高压BCD工艺,对提出的方法进行了具体电路设计与版图寄生参数提取,仿真验证结果表明:时钟频率为1~2 MHz,负载电流在5 ns内从-20 mA快速步进至-620 mA的设计环境下,本文提出的瞬态增强方法使得负载瞬态响应的过冲/跌落电压降至33 mV/39 mV;过冲/跌落恢复时间降至5μs/12μs.相比于现有系统,减小了62%/56%的过冲/跌落电压;过冲/跌落恢复时间减小了92%/80%,为快速瞬态响应的PWM峰值电流模DC-DC提供了一定理论支撑.

摘要：这里提出了一种消除斜坡补偿对带载能力影响的设计方法,在保持电感电流采样模块采样系数不变的情况下,对采样电流叠加一个随占空比变化的负直流电流,从而消除斜坡补偿对系统带载能力的影响。采用此方法,完成了一款基于0.18μm BCD工艺的Boost型DC/DC转换器的电路设计、版图设计与物理验证,输入电压范围2.9~4.5 V,输出电压4.6 V,带负载能力300 mA,实验结果显示,当占空比在20%~80%范围内变化时,提出的斜坡补偿方法可以将带载能力提升90%以上,且电路功耗仅为368~497μW,转换效率高达95%。该方法很好地解决了系统小占空比下的过补偿问题以及大占空比下的带载能力衰减问题,为大负载的DC/DC转换器系统设计提供了新的思路。