适用于轻载高效BUCK转换器的自举电路设计
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(西南交通大学 微电子研究所, 成都 610031)

作者简介:

邓扬扬(1989—),女(汉族),成都人,硕士研究生,主要从事模拟集成电路的研究与设计。 冯全源(1963—),男(汉族),江西景德镇人,博士,教授,博士生导师,主要从事数字/模拟及射频集成电路设计。 杨林才(1988—),男(汉族),广西桂林人,硕士研究生,主要从事模拟集成电路的研究与设计。适用于轻载高效BUCK转换器的自举电路设计 邓扬扬, 冯全源, 杨林才 (西南交通大学 微电子研究所, 成都 610031)摘要: 提出了一种高压Buck转换器自举供电电路。该电路直接由芯片外部电源对自举电容充电,具有快速响应和大驱动电流等特点,满足大尺寸N型功率开关管的驱动要求。本设计适用于具有轻载高效模式的高压Buck转换器,在高端和低端开关管不工作时,能较好地对自举电容充电,解决了传统自举电路在低端管不工作时,无法稳定调节自举电压的问题。采用0.25 μm UMC工艺库仿真,结果显示,只需满足输入电压要求,即使低端开关管不工作,且负载具有较高电压时,该电路也能将自举电压维持在3.6 V以上,提高了转换器的可靠性。 关键词: Buck; 自举电路; 自举电压; 轻载高效 中图分类号:TN433文献标识码:A

通讯作者:

中图分类号:

TN433

基金项目:

国家高技术研究发展计划(863计划)重大项目(2012AA012305);国家自然科学基金面上项目(61271090); 四川省科技支撑计划项目(2012GZ0101)


Design of Bootstrap Circuit for Light-Load and High-Efficiency Buck Converter
Author:
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(Institute of Microelectronics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, P. R. China)

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    摘要:

    提出了一种高压Buck转换器自举供电电路。该电路直接由芯片外部电源对自举电容充电,具有快速响应和大驱动电流等特点,满足大尺寸N型功率开关管的驱动要求。本设计适用于具有轻载高效模式的高压Buck转换器,在高端和低端开关管不工作时,能较好地对自举电容充电,解决了传统自举电路在低端管不工作时,无法稳定调节自举电压的问题。采用0.25 μm UMC工艺库仿真,结果显示,只需满足输入电压要求,即使低端开关管不工作,且负载具有较高电压时,该电路也能将自举电压维持在3.6 V以上,提高了转换器的可靠性。

    Abstract:

    A novel bootstrap circuit was proposed for high-voltage buck converter. The bootstrap capacitor was charged directly by the chip’s external power. The circuit featured fast response and high driving current, meeting the driving requirements of the N-type power switch with large size. In this bootstrap circuit, even though the high-side and low-side switches did not work, the bootstrap capacitor also could be charged well. It was especially suitable for light-load and high-efficiency buck converters. The problem of the traditional bootstrap circuit can not adjust the bootstrap voltage stably while the low-side switch did not work was solved. Based on 0.25 μm UMC process, simulation results showed that as long as the input voltage was sufficient, even if the low-side switch did not work, and the load had a high voltage, the circuit could keep the bootstrap voltage above 3.6 V and improve the converter’s reliability.

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  • 收稿日期:2013-07-17
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  • 在线发布日期: 2014-11-28
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