采用新型变频调制的高效率低纹波电荷泵设计

设计了一种基于变频调制(VFM)的新型电荷泵系统。该电荷泵系统通过自动调节时钟频率,使系统在很大的负载范围内保持高效率低纹波的特点。为了设计该变频模式电荷泵系统,导出基于变频模式电荷泵的大信号和小信号模型。依据这些模型,选择合适的器件参数,设计了补偿网络。系统在TSMC的0.35μm混合信号CMOS工艺下设计完成。仿真结果表明,提出的设计目标均已实现,所获结果与理论计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性。

高效率双通路片上电荷泵的研究与设计(英文)

针对现代系统芯片中处理器核等数字模块和模拟模块对于不同电平电源供电的需要,提出一种基于复用技术的新型双通路电荷泵实现方案.该电荷泵能同时提供具有驱动能力的升压和降压模式电压输出,且可实现可变增益组合,以便根据检测到的输入电压自动调整增益组合以提高工作效率.开关阵列和电容的复用降低了芯片和应用电路的成本.文章给出了电荷泵的拓扑结构和用于量化分析的大信号解析公式和小信号模型.电路在TSMC的0.35μm混合信号CMOS工艺下设计完成.仿真验证和流片测试的结果表明所提出的设计目标均已实现,所获结果与解析公式的计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性.

采用有限状态机控制的升降压双通路高效率电荷泵

针对诸如系统芯片中模拟和数字模块需工作在不同电源电压下的要求,提出一种可同时提供双路输出且具有多种增益模式的电荷泵,它仅利用一组开关电容阵列,根据输入电压与负载电流的变化自动为双通路选择合适的增益对,从而在提供稳定的输出电压同时使电荷泵具有较高的转换效率。专门引入增益跳变技术,改善了增益过渡的平滑性,进一步提高了转换效率。整个调制过程采用数字状态机控制,电路结构简单,响应速度快。芯片采用TSMC 0.35μm混合信号CMOS工艺设计并制造,仿真与测试结果显示设计目标均已实现,能够同时提供稳定的1.8 V和5.0 V的双路输出,动态响应迅速,转换效率比传统多增益模式电荷泵提高了10%以上。