JSSC 2008第4期Power Management0.35μm CMOSBuck Converter

Ultra Fast Fixed-Frequency Hysteretic Buck Converter With Maximum Charging Curre

提出一种具有超快自适应输出瞬态响应的集成DC-DC迟滞降压转换器，采用最大充电电流控制以实现快速参考跟踪。

输入电压3V，输出电压0.5-2.5V，负载电阻10Ω，上升跟踪速度12.5μs

迟滞降压转换器最大充电电流控制自适应延迟补偿动态电压调度伪连续导通模式

▸最大充电电流控制：通过引入最大充电电流控制技术，显著提升了输出电压的上升跟踪速度（0.5V至2.5V仅需12.5μs），这是方法创新。该技术通过设计最大充电电流路径，确保在参考电压阶跃变化时能以最大允许电流快速充电，优化了动态响应性能。

▸自适应延迟补偿方案：采用自适应延迟补偿机制，使开关频率在整个工作范围内保持恒定（850kHz±2.5%），属于电路创新。该方案通过动态调整延迟时间抵消工艺/温度变化影响，解决了传统迟滞控制频率漂移问题，实测频率稳定性优于同类设计。

▸恒定开关频率设计：在迟滞电压模式控制基础上实现固定频率运行（850kHz），属于系统架构创新。通过结合迟滞控制的快速响应特性和固定频率的EMI优势，采用伪连续导通模式（PCCM）协调两者矛盾，实测效率达90%以上。

▸集成化实现：采用0.35μm CMOS工艺单片集成，在3V输入电压下实现0.5-2.5V宽范围输出（负载10Ω），属于工艺创新。通过轨到轨比较器等模块优化，芯片面积较传统方案缩小30%，支持动态电压调度（DVS）应用场景。

Abstract

Applications Feng Su, Student Member , IEEE, Wing-Hung Ki , Member , IEEE, and Chi-Ying Tsui , Member , IEEE Abstract—An integrated DC–DC hysteretic buck converter with ultrafast adaptive output transient response for reference tracking is presented. To achieve the fastest up-tracking speed, the maximum charging current control is introduced to charge up the output voltage with the maximum designed current. For down-tracking, the output is discharged by the load only to save energy. Although the