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适用于高频DC-DC转换器的快速瞬态响应技术

2020-12-25

随着对高性能计算不断增长的需求,现代微处理器的电流消耗和电流变化速率都大大增加。由于负载变化而引起的大而快速的电流变化会导致大的电源电压下降,从而导致处理器严重的性能下降甚至停止工作。为了缓解该问题,向处理器供电的DC-DC转换器应具有快速的瞬态响应,以便减少输出电压降低的幅度和持续时间。

中国科学技术大学程林教授课题组提出了一种快速负载瞬态响应的补偿器,使得即使使用简单的电压型 PWM 控制模式,也可以将转换器的瞬态响应速度提高到接近理论上的最快速度,显著降低了电路的复杂度;同时在此补偿器基础上提出了一种数字线性调整器(digital linear regulator)辅助的混合控制模式(hybrid scheme),利用该技术设计了一款Buck DC-DC芯片,测试结果显示了其瞬态响应性能得到进一步的显著提高,取得了125ns/1.25A的瞬态跳变响应速度。

本文所提出的快速瞬态响应技术可以广泛应用于各种高频DC-DC转换器,能有效提高转换器的负载瞬态响应速度。

图1. 本文设计的Buck DC-DC转换器系统框图。

图2. 负载瞬态响应测试图。

Fast-transient techniques for high-frequency DC–DC converters

Lin Cheng, Kui Tang, Wang-Hung Ki, Feng Su

J. Semicond. 2020, 41(11): 112402

doi: 10.1088/1674-4926/41/11/112402

Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/41/11/112402?pageType=en

 

 



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