一种数字控制可变输出DC-DC转换器的设计

摘要

针对SoC中的动态电压调节技术,设计了一款可变输出的数字控制Buck型DC-DC变换器.首先,采用基于系统模型的轨迹预测方法,根据当前开关周期电感电流和输出电压的采样值,并基于电感、电容的储能特性,预测出下一开关周期的电感电流和输出电压值;然后,将此预测值代替实际采样值,补偿环路时延,提高瞬态响应.此外,采用多采样技术减弱随机噪声的影响.本设计采用SMIC 65 nm工艺实现.测试结果表明,当仿真预测值与实际采样值之间的最大偏差小于15 mV时,输出电压的稳态误差可控制在5 mV内.负载和参考电压变化时,输出电压的瞬态响应时间分别为122.3和476.1μs,电源调整率为14.37%.