改善单片集成3.3V/1.2V开关电容DC-DC变换器的输出特性

摘要

本文着眼于单片集成3.3V／1.2V开关电容(SC)DC-DC变换器输出特性的改善，利用计算机仿真手段，对变换电路的拓扑结构、电路元件、制造工艺、以及集成电容的介质材料等进行全面的优化分析，探索特性改善的有效途径。采用CMOS工艺，用CMOS开关取代单管NMOS和PMOS开关，对变换器进行仿真研究并投片试制，测试结果表明其输出电流为9.8mA，比仿真结果12mA略低。为了进一步提高输出电流，在仿真过程中将两个单元电路以互补的方式并联，结果显示输出电流为单个单元电路的两倍。分别用Matlab和PSpice从理论和电路两个方面进行的仿真研究都表明：在等效同路电阻一定的情况下，DC-DC变换器的输出电流随工作频率和电容容量乘积的增大而趋于饱和。为了稳定输出电压，在变换器主电路的基础上增加了主要由比较器构成的稳压环节，通过使用TSpice对其模拟、优化设计后，得到的输出电压纹波小于0.8％，并且在负载电阻≧800Ω时，输出电压基本不随负载电阻阻值的变化而变化。

目录

独创性申明及保护知识产权申明

摘要

1 绪论

2 CMOS工艺变换器输出特性的改善

3 输出电流饱和规律

4 具有稳压环节的SCDC-DC变换器

5 多单元电路并联的变换器输出特性

6 结论

7 展望

致谢

参考文献

附录1

附录2

附录3