具有快速暫態響應和低電磁干擾 升壓轉換器設計

The Design of Fast Transient Response and Low EMI DC-DC Boost Converter

賴柏翰(Bo-Han Lai)

指導教授 ： 陳建中

共同指導教授 ： 黃育賢(Yuh-Shyan Hwang)

國立臺北科技大學/電資學院/電腦與通訊研究所/碩士(2014年)

摘要

論文第一部分，提出一個效率最高能到95%並利用三角積分器當控制迴路的升壓轉換器來達成一個低電磁干擾的轉換器。在本論文中利用三角積分器所具有的雜訊移頻功能將轉換器中的雜訊移往高頻，最後在經過輸出電容當濾波器將被移往高頻的雜訊濾除，讓整個轉換器可以具有低電磁干擾的效果，可以應用在通訊電源上面。電路使用台灣積體電路公司零點一八微米單層多晶矽六層金屬互補式金屬氧化物半導體製程來實現，晶片面積為0.65 mm2 (含PADs)。
論文第二部分，主要是改善第一部分的缺點並維持本來具有的優點，第一部分在暫態響應的表現部分較不理想，所以在這部分加入了快速迴路電路來大幅改善暫態響應，由於在輕載的時候原本效率較低，在這邊加入了逆電流保護電路來讓轉換器在輕載的時候進入非連續模式，這樣可以大幅增加在輕載時的效率，這樣就能擁有高效率、低雜訊、快速暫態響應的優點。電路使用台灣積體電路公司零點一八微米單層多晶矽六層金屬互補式金屬氧化物半導體製程來實現，晶片面積為0.85 mm2 (含PADs)。

關鍵字

升壓轉換器 ； 三角積分器 ； 雜訊移頻

並列摘要

In the first part of this thesis is present a low EMI boost converter with delta-sigma modulator technique has 95% efficiency. In this part, Delta-sigma modulator has noise-shaping technique to shift the noise to high frequency. Finally, the signal pass the output capacitor to filtered high frequency noise. Let the system have low EMI. It is applied to communication system. The proposed low EMI boost converter has been fabricated with TSMC 0.18μm CMOS 1P6M process, the total chip area is 0.65 mm2 with PADs.
In the next part of this thesis improves the first part of thesis. In first part of thesis, the transient response is very slow, so in the next part adds the fast transient path to improve the transient response. In the light load, the efficiency is poor, so it adds the reverse current protection to let the system in DCM at light load. It can improve the efficiency at light load. The proposed low EMI boost converter has been fabricated with TSMC 0.18μm CMOS 1P6M process, the total chip area is about 0.85 mm2 with PADs.

並列關鍵字

boost converter ； delta-sigma ； noise shaping

參考文獻

[15]楊盛惟，應用於數位音頻系統之微功率開關電容三階三角積分調變器設計， 碩士論文，國立臺北科技大學電腦與通訊研究所, 2007。

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