基于PFM調制的電荷泵.pdf

1、電池供電的便攜式電子產品的發(fā)展，對DC/DC電源管理芯片提出了新的挑戰(zhàn)，要求更低功耗、更小體積、更快響應、更小紋波。常見的DC/DC控制芯片有LDO、開關電感型和開關電容型。其中LDO是線性調整器，相對而言，其效率最低；電感型控制器盡管效率較高，但存在體積大，EM1高等缺點；而開關電容型電荷泵，效率較高，且具有功率密度高的優(yōu)點，在幾百毫安的負載范圍內，其優(yōu)勢最為明顯。 本文在深入研究電荷泵功率級特性的基礎上，綜合分析了現(xiàn)存的各種

2、控制模式，包括電壓型控制模式、電流型控制模式和傳統(tǒng)的PFM控制模式等，提出了一種新的變頻（FR）控制模式。FR控制策略在重載、中載時采用連續(xù)的變頻模式，使變換器達到更高的工作效率，同時減小其紋波電壓；在輕載下采用傳統(tǒng)的PFM控制策略，提高效率。 本文的主要創(chuàng)新點如下：一、實現(xiàn)了一種新穎的變頻（FR）控制策略。其優(yōu)點是：效率高，紋波小，克服了傳統(tǒng)PFM控制策略的缺點。二、建立了頻率調制的電荷泵功率級模型。該模型為采用頻率控制策略的

3、電荷泵環(huán)路穩(wěn)定性設計，提供了理論分析基礎。迄今為止沒有關于變頻控制的電荷泵功率級模型的文章發(fā)表。 文中第一章分析了各種常用的電荷泵功率級結構。在此基礎上，第二章詳細分析了不同的控制策略。第三章針對提出的變頻（FR）控制策略，對交叉藕荷電荷泵功率級進行了小信號建模。第四章詳細分析了系統(tǒng)的各個單元模塊電路。其中包括誤差放大器，振蕩器，死區(qū)控制電路，電荷泵功率級，遲滯比較器，以及數(shù)字邏輯控制單元等。第五章對采用FR控制策略的電荷泵系統(tǒng)