單電感雙輸出降壓轉換器與D類放大器設計

Design of Single-Inductor Dual-Output Buck Converter and Class D Amplifier

杜宜融(Yi-Rong Du)

指導教授 ： 陳建中

國立臺北科技大學/電資學院/電腦與通訊研究所/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2007.00352

摘要

本論文的第一個部份為單電感雙輸出直流對直流降壓轉換器之設計，運用脈波寬調變技術。電路架構使用一個電感便能輸出兩組直流電壓，減少電感的使用以節省整體電路面積與EMI的問題。電路採用的控制機制是在比較兩組輸出電壓值分別與參考電壓的差值來選擇充電路徑。本電路使用台灣積體電路公司零點三五微米兩層多晶矽四層金屬互補式金屬氧化物半導體製程來實現，晶片面積為1.02 x 1.01mm2 (不含PAD)。
本論文第二部份為D類放大器，適合應用於音頻系統中。在D類放大器中運用三角積分調變技術，使得信號頻寬中的雜訊成分能減小。控制機制是將音源信號輸入至二階三角積分調變器中，透過輸出調變脈波去控制功率電晶體，再經過低通濾波器將音源信號還原。電路架構採閉迴路，使整個系統形成穩定的負回授系統，藉此提升電源拒斥比(PSRR)。電路輸出級分別採用半橋與全橋電路，頻率輸出範圍為20Hz-20KHz。電路使用台灣積體電路公司零點三五微米兩層多晶矽四層金屬互補式金屬氧化物半導體製程來實現半橋與全橋D類放大器，晶片面積不含PAD分別為0.69 x 0.74mm2與1.08 x 0.81mm2。

關鍵字

直流對直流降壓轉換器 ； 單電感雙輸出 ； 三角積分調變 ； D類放大器

並列摘要

The first part of this thesis introduces a single-inductor dual-output dc-dc buck converter using the pulse width modulation technology. The circuit using an inductor can export two groups of dc voltages and can save the chip area. Controlling mechanism can choose charge path by comparing two groups output voltage with reference voltage. The buck converter is implemented with 3.3-V TSMC 0.35μm CMOS DPQM processes, and the chip area is 1.02 x 1.01mm2 (without PAD).
The second part of this thesis introduces the design of Class D amplifier with second order sigma-delta modulator; this circuit operation ranges between 20Hz and 20KHz, which is applicable in audio system. Utilizing sigma-delta modulation technology in Class D amplifier can reduce the noise components in signal bandwidth. This Class D amplifier adopts half bridge and full bridge output stage circuits, respectively, and are implemented with 3.3-V TSMC 0.35μm CMOS DPQM processes. The chip areas (without PAD) are 0.69 x 0.74mm2 and 1.08 x 0.81mm2, respectively.

並列關鍵字

dc-dc buck converter ； single-inductor dual-output ； sigma-delta modulation ； Class D amplifier

參考文獻

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