← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2012第1期Power Management130nm
A Fully-Integrated 3-Level DC-DC Converter for Nanosecond-Scale DVFS Wonyoung Ki
一种全集成3级DC-DC转换器，用于纳秒级动态电压频率调整
0.4-1.4V输出, 0.85A负载电流, 77%峰值效率
DC-DC转换器动态电压频率调整集成电源管理开关电容高效率
▸创新点1：混合降压和开关电容转换器的电路创新，通过3级拓扑结构结合了降压转换器的高效率和开关电容转换器的小型化优势，实现了1nH超小电感集成，显著减小了芯片面积。
▸创新点2：支持0.4-1.4V宽输出电压范围的系统创新，采用动态模式切换技术，相比传统1/2模式开关电容转换器扩展了2.5倍调节范围，同时保持77%的峰值效率。
▸创新点3：20ns超快电压调节速度的方法创新，通过优化控制环路和功率级响应，在450mA恒定负载下实现纳秒级DVFS，比传统方案快10倍以上。
▸创新点4：集成并联稳压器的噪声抑制创新，将伪随机波动负载下的峰峰值电压噪声从0.27V降低至0.19V，提升系统稳定性。
Abstract
On-chip DC-DC converters have the potential to offer
fine-grain power management in modern chip-multiprocessors.
This paper presents a fully integrated 3-level DC-DC converter, a
hybrid of buck and switched-capacitor converters, implemented in
130 nm CMOS technology. The 3-level converter enables smaller
inductors (1 nH) than a buck, while generating a wide range
of output voltages compared to a 1/2 mode switched-capacitor
converter. The test-chip prototype delivers up to 0.85 A load
current whil