高壓寬負載之直流轉直流降壓式電源轉換器

Abstract

本論文實現高壓直流轉直流降壓式電源轉換器，並且將功率電晶體建立在IC內部，降低了系統應用電路所使用之元件。此降壓式電源轉換器除了能在高電壓輸入時穩定轉換出所需電壓，輸出端也能承受大負載電流，並且提供良好之線性調節率與負載調節率。 本論文使用電流控制模式之機制，除了能得到快速之暫態響應，還能提升整個系統之穩定度。本論文完善之錯誤狀態保護機制，使得IC在使用上能更加安全，若輸出端發生短路狀況時，將會產生瞬間大電流，使IC遭受破壞，因此必須在每個時脈週期不斷去監測電感電流大小，達到保護之功用；電路設計上必須有溫度過高之保護機制，以確保IC不會在不安全環境因素下，使電路元件燒毀。除此之外，當電路操作在關機模式下，供應電流約僅有20μA，此設計可大幅提升電池待機時間。 本論文是使用TSMC 0.6μm HIGH VOLTAGE 2P2M之半導體製程來設計一個高壓直流轉直流降壓式電源轉換器，由量測結果證實有達到穩定之輸出電壓，並且最高效率可達89%，晶片大小為2.0mm^2，證明此電源轉換器非常適合應用在高電壓、高效率、低功率且具有寬負載電流之各式電子產品。