責任週期電壓模式磁滯控制升壓型轉換器;Duty Cycle Voltage Mode Hysteretic Control Boost Converter

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題名:	責任週期電壓模式磁滯控制升壓型轉換器;Duty Cycle Voltage Mode Hysteretic Control Boost Converter
作者:	張岱瑋;Chang,Tai-Wei
貢獻者:	電機工程學系
關鍵詞:	升壓型轉換器;磁滯控制;電壓模式;Boost Converter;Hysteretic Control;Voltage Mode
日期:	2013-01-08
上傳時間:	2013-03-25 16:18:24 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學
摘要:	可攜式電子產品市場是技術進步的一個背後推力。隨著裝置尺寸持續的縮小、減少矽面積，也藉由降低供應電源來減少數位電路的功耗。但是各部份的電路有自己特定的供應電壓而非單一供應電源，所以藉由電源管理單元直流對直流轉換器來滿足不同和多變的電源需求。此電源轉換電路必須是低功率消耗與高轉換效能，以增加電池的壽命與延長電池的工作時間，所以本論文提出了一個責任週期電壓模式磁滯控制升壓型穩壓器。本論文所提出的責任週期電壓模式磁滯控制升壓型穩壓器，其原理主要利用磁滯比較器來隨時偵測輸出電壓與參考電壓的值，並且利用一固定週期脈衝或一低準位訊號控制功率電晶體開關，可以得到快速的暫態響應以及高的轉換效率。另外也針對電路啟動初期，會有電流過充的現象，而增加一緩啟動電路的方式來減少過充電流的幅度。此責任週期電壓模式磁滯控制升壓型穩壓器的電路設計是以台灣積體電路製造股份有限公司0.35μm 3.3V互補式金氧半製程來實現，工作電壓的範圍為1.5V~3.5V，輸出電壓為4V，操作頻率為1MHz，負載電流範圍為0.05A~0.3A，最大轉換效能為94.15%，在輸出負載電流為300mA時，轉換效能仍然有85.08%。 The portable electronic product market is a thrust behind significant technological progress. As the device size continues to shrink, reducing silicon area, and also by reducing the supply of power to reduce the power consumption of digital circuits. But most specific supply voltage instead of a single power supply circuit, so by the power management unit DC-DC converters to meet the different and changing power needs. These power converters must have low power consumption and high efficiency to extend the service time of portable electronics. Thus, a high efficiency duty cycle voltage mode hysteretic control boost converter is presented in this thesis.This thesis proposes a duty cycle voltage mode hysteretic control boost converter that use the hysteresis comparator to compare output voltage and reference voltage. And also use a fixed cycle pulse and low-level signal to control power MOSFETs. It has a fast transient response and high efficiency. And during the start-up period, there was a over-current problem, so we reduce the magnitude of over-current by adding a soft-start circuit.This proposed duty cycle voltage mode hysteretic control boost converter is implemented with TSMC 0.35μm 3.3V CMOS process. In the proposed boost converter, the operation voltage is from 1.5V to 3.5V, the output voltage is 4V, the operation frequency is 1MHz, the output current is from 0.05A to 0.3A, and the highest efficiency is 94.15%, when the output load current is 300mA, the efficiency is still 85.08%.
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