高均流和快速線性穩壓技術應用於交錯式電源轉換器之晶片設計與實現

Abstract

應用在交錯式電源轉換器上的均流技術有分傳統的電壓下降法和主動均流法，這些方法都會存在一些缺點值得我們注意。傳統的斜率控制法會受限於可允許的工作電壓範圍，主動均流法是利用共用匯流排的技術作為每個相位之間電流資訊傳遞的媒介，但卻往往需要一個額外的接腳。除此之外，傳統的斜率控制法常使用外加電阻的方式來實現均流，卻會因為電流通過電阻而產生I2R的功率耗損，並不適用於大電流的操作情況。 本論文將針對上述的缺點，實現一改進的均流方式應用在交錯式電源轉換器上，此方式採用電晶體感測電流的方法取代原先串接電阻來感測電流的方法，藉此降低功率的消耗。改進的均流法是將兩兩項位所感測到的電流相減，將所得到的差值配合主僕式的控制法達成高均流的目的。至於線性穩壓的部份，將有別於傳統利用電流控制法的方式，而是採用隨著輸入電壓的改變動態調整三角波的斜率，進而快速調整每一模組的工作週期以達到快速線性穩壓的目的。最後將會提到內建式的測試調整電路，其目的是希望在晶片製造後能將有誤差的電路去作調整，將有問題的電路去作取代，並且能方便且快速獲得晶片的量測資訊。 整個電路是採用台積電點三五微米CMOS製程來進行模擬與佈局，模擬結果可以驗證使用改良後的均流法跟線性穩壓方式應用在交錯式電源轉換器上，將可達到高均流且快速穩壓的目的。