一种快速瞬态响应低延时 ZCD比较器
CSTR:
作者:
作者单位:

(合肥工业大学微电子设计研究所教育部 IC设计网上合作研发中心合肥 230601)

作者简介:

刘冬梅(1998.),女(汉族),河南商城人,硕士研究生,研究方向为模拟集成电路设计。孟煦(1989.),男(汉族),安徽合肥人,副教授,研究方向为射频、模拟集成电路设计。通信作者。

通讯作者:

中图分类号:

TN432

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(61704043)


A Fast-transient-response and Low-latency ZCD Comparator
Author:
Affiliation:

(IC Design Web-Cooperation Research Center of MOE,Institute of VLSI Design,Hefei Univ. of Technol.,Hefei 230601,P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    提出了一种新型快速瞬态响应低延时 ZCD比较器,来降低高压输出且高边功率管是 P型功率管的 Boost转换器的 DCM控制电路的实现复杂度,同时使 Boost转换器在轻载下能有更低的反向电感电流最大值。该 ZCD比较器,通过引入瞬态响应增强电路来提升比较器输出上跳变的产生速度。在 SMIC 0. 18 μm BCD工艺下,使用 Cadence Virtuoso工具对提出的 ZCD比较器的功能和性能进行了仿真验证。仿真结果显示,提出的 ZCD比较器的上跳变延时低至 4 ns,静态电流消耗仅为 10 μA,并能在高边直接控制 Boost转换器工作在 DCM下;在 1~200 mA的负载电流范围内,和使用传统 ZCD比较器相比,Boost转换器的反向电感电流最大值降低了 28%,以及实现了最大 13. 2%的转换效率提升。

    Abstract:

    In this study,we propose a novel fast-transient-response,low-latency ZCD comparator to reduce the complexity of the DCM control circuit of the Boost converter with high output and a high-side P-type power transistor. Furthermore,the Boost converter is enabled with a lower maximum reverse inductor current at light load. In this ZCD comparator,we include a transient response enhancement circuit to increase the generation speed of the output up-jump of the comparator. We employ the cadence virtuoso tool under the SMIC 0. 18-μm BCD process to simulate and verify the function and performance of the proposed ZCD comparator. The simulation results demonstrate that the proposed ZCD comparator exhibits an up-jump delay as low as 4 ns and quiescent current consumption of only 10 μA. It can directly control the boost converter to work under DCM on the high side. Within the load current range of 1 to 200 mA,the boost converter exhibits a reverse inductor current maximum that is at least 28% lower than that using a conventional ZCD comparator,along with a maximum conversion efficiency improvement of 13. 2%.

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  • 收稿日期:2024-03-04
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  • 在线发布日期: 2026-01-27
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