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JSSC 2011第8期Power Management130nm

Fully-Integrated On-Chip DC-DC Converter With a 450X Output Range

本文提出一种高效全集成片上DC-DC转换器,支持450倍输出功率范围。
峰值效率77%(8°C),正常条件下74.5%,输出功率范围0.6mW至266mW
DC-DC转换器全集成动态电压调节高效率自适应模式
创新点1:全集成片上转换器(系统创新) - 该论文实现了所有组件(包括滤波元件)的完全片上集成,无需外部元件,显著减小了系统体积和成本,同时提高了可靠性。
创新点2:自适应模式切换(方法创新) - 通过检测输出电流动态切换工作模式,优化了不同负载条件下的效率,峰值效率达77%(8°C时),常温下为74.5%。
创新点3:450倍输出功率范围(性能创新) - 支持0.6 mW至266 mW的输出功率范围,是目前报道中高效率全集成片上电源转换器的最大范围,适用于动态电压缩放(DVS)应用。
创新点4:低温高效运行(技术优化) - 在低温(8°C)环境下仍能保持77%的峰值效率,展示了其在宽温度范围内的稳定性和适应性。
Abstract
This paper presents a technique to ef ficiently supply power over a wide power range using a fully-integrated on-chip converter for dynamic voltage scaling (DVS) based applications. All components, including filter elements, are integrated on-chip. To achieve high ef ficiency the converter adaptively switches between different modes of operation by detecting the output cur- rent. The design, implemented in IBM 130 nm CMOS technology, achieves a peak ef ficiency of 77% at reduced temperature of 8 C a