A High-Efficiency Low-Noise PWM DC-DC Buck Converter Based on Multi-Partition Switching for Mobile SoC Applications
- 주제(키워드) dc-dc converter , switching regulator , buck converter , high-efficiency
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이승훈
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055229
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
This paper presents a high-efficiency low-noise PWM DC-DC buck converter based on multi-partition switching for mobile SoC applications. A multi-partition switching technique is employed for the control of large current driving switches to minimize the switching noise. In addition, a pulse width modulation (PWM) control with a switching frequency of 2MHz is applied for the driving of output stage with heavy load to optimize the power efficiency. The prototype DC-DC buck converter with an active die area of 0.28mm2 was implemented using a 0.18μm BCD process. The peak power efficiency is 93% while supplying an output current of 200mA and an output voltage of 1.8V. The measured line regulation and load regulation are 0.04%/V and 0.11%/A, respectively.
more초록/요약
본 논문에서는 모바일 SoC 응용을 위해 다상 스위칭 기법을 적용한 고효율 저잡음 PWM DC-DC buck 변환기를 제안한다. 제안하는 DC-DC buck 변환기에 적용된 다상 스위칭 기법은 출력단 트랜지스터의 고속 스위칭 동작에 의해 발생하는 기판 잡음 및 출력전압의 오버슈트 및 언더슈트와 같은 글리치 잡음을 최소화하기 위하여, 출력단 트랜지스터를 몇 개의 쌍으로 나누어서 순차적으로 스위칭 동작을 하도록 하였다. 또한 큰 출력전류에서 전력변환효율을 최적화하기 위하여 2.0MHz의 스위칭 주파수를 가지는 PWM 제어방식을 사용하였으며, Type-3 보상기법을 적용하여 전체 루프가 충분한 위상여유를 가지도록 하였다. 제안하는 DC-DC 변환기는 0.18µm BCD 공정을 사용하여 제작되었으며 0.28mm2의 면적을 차지한다. 시제품 DC-DC 변환기는 1.8V의 출력전압에서 200mA의 출력전류를 구동할 때 최대 93.0%의 전력변환효율을 가지며, 각각 0.04%/V와 0.11%/A의 line regulation 및 load regulation을 가진다.
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