一种片上电压转换器电容调制方法设计

基于进一步提高当前片上开关电容电压转换器供电效率的目的,设计转换电容调制的方法,使电压转换器根据负载电压需求,选择合适的转换电容容值,进而在选择电压档位的基础上,提供更细粒度的输出电压,降低总功耗。对于2:1转换比例的拓扑设置,在负载功耗需求较低的情况下,相比固定电容电压转换器,所提出的电压转换器在满足负载电压需求的前提下,可以实现27%的电压转换效率提升,同时输出电压纹波仍能控制在50 mV之内。在负载功耗需求较高的情况下,电容调制仍可以使电压转换器效率提升12%。

利用降压转换器为便携设备供电

PDA及笔记本电脑等便携式产品若采用锂电池为其微处理器供电,在一般情况下都会采用小型而又具能源效益的降压直流-直流转换器.若以转换效率作为衡量标准,开关稳压器才是佳的选择.若元件高度受到限制,便不能使用电感(移动电话等便携设备常受此限制).在这种情况下,采用低压降(LDO)线性稳压器作为转换器可能是一个较为理想的选择.只要微处理器电压接近电池电压,外型小巧且成本低廉的低压降芯片便可发挥其最高的效率.若电压差距太大,低压降芯片的效率便会大打折扣.

一种基于损失电压分析的开关电容功率转换器静态模型

介绍了一种适用于多相交错开关电容功率转换器的静态模型。分析了电容与电容之间的电荷传递行为,将开关电容功率转换器中的电荷再分配损耗和开关导通损耗等价地描述为电荷传递子过程的电压损失。该模型可以简便、准确地描述任意开关频率下开关电容功率转换器的等效输出电阻。同时,运用了一种新的“比例电流近似”方法,建立了带电流负载时的电荷传递模型,用以描述和分析负载和输出去耦电容对电容功率转换器静态特性的影响。相比于传统模型,提出的模型在中等开关频率下能准确地描述开关电容功率转换器的静态特性,同时能准确地描述多相交错控制中开关电容功率转换器的输出电压纹波。

14-b400-ksps 2.5-mW连续时间Σ-Δ调制器

连续时间Σ-Δ调制器较之传统的开关电容Σ-Δ调制器具有更低的功耗、更小的面积,以及集成抗混叠滤波器等诸多优势。设计了一种应用于低中频GSM接收机的4阶单环单比特结构的连续时间Σ-Δ调制器。在调制器中,采用了开关电容D/A转换器,以降低时钟抖动对性能的影响。仿真结果显示,在1.8 V工作电压2、00 kHz信号带宽、0.18μm CMOS工艺条件下,采样频率21 MHz,动态范围(DR)超过90 dB,功耗不超过2.5 mW。

一种基于交错自举控制技术的全集成SCPC浮动电压驱动电路

设计了一种适用于全集成开关电容功率转换器(SCPC)的浮动电压驱动电路。该电路采用交错自举控制技术,周期性地利用多相交错SCPC中的特定单元为其他单元提供自举驱动。该电路实现了全部功率开关的浮动电压驱动,并且适用于所有SCPC拓扑。相比于传统浮动电压驱动方案,该驱动电路的硬件开销与SCPC中的器件数目无关。提出的浮动电压驱动电路应用于一个8相可重构SCPC中,仿真结果证明了其功能的正确性。

A novel PV sub-module-level power-balancing topology for maximum power point tracking under partial shading and mismatch conditions

部分遮挡和串联模块(或子模块)的非匹配条件可在整个光伏系统中导致功率曲线非凸且出现多个局部极值和峰值功率下降的现象。通过功率传输,可将各子模块的工作电压拉平;这样的功率收集操作可生成凸功率曲线,提升光伏系统的峰值功率。本文所述拓扑结构受益于开关电容(Switched capacitor,SC)转换器的概念,是一种子模块级功率平衡概念的具体应用。与现有研究成果相比,其创新点包含无遮挡时停止开关操作、串联线路级可拓展性以及减少功率电子元件使用量。功率电子元件使用量的减少是通过两个子模块共享一个SC转换器的方式实现的,这也能带来降低功率器件能量损耗、降低成本和电路体积的优势。本文给出了所述拓扑结构的插入损耗的理论式,并通过PSpice仿真和原型电路的实验评估,证明了损耗理论解的正确性。这也表明,通过使用所述拓扑结构,有可能提取出部分遮挡的光伏线路的几乎所有可用能量,并将其传输至负载端。