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JSSC 2012第7期Data Converters65nmSAR ADCBuck Converter

A 65-nm 1-A Buck Converter With Multi-Function SAR-ADC-Based CCMPSK Digital Cont

本文提出了一种65nm CMOS工艺的1A、6.4MHz开关频率DC-DC转换器，采用多功能SAR ADC和非线性PID控制器，适用于便携设备。
1A, 6.4MHz, 0.038mm², 115.5μA, 470nH
DC-DC转换器SAR ADCPID控制器便携设备CMOS工艺
▸多功能SAR ADC：该论文提出了一种定制化的多功能SAR ADC，不仅用于输出电压的数字化反馈，还集成了电池电压的转换功能，显著提高了系统的集成度和响应速度（系统创新）。
▸非线性PID控制器：采用非线性PID控制器实现DC-DC转换器的动态调节，能够在连续导通模式（CCM）和脉冲跳跃模式（PSM）之间自动切换，从而在轻负载时仍保持高效率（方法创新）。
▸电池电压转换的反馈路径：通过SAR ADC实现的电池电压反馈路径，显著改善了线路瞬态性能，提升了系统的稳定性和响应速度（电路创新）。
▸高集成度与小尺寸：该转换器在65-nm CMOS工艺下实现，面积仅为0.038 mm²，外部电感低至470 nH，非常适合便携式应用（性能创新）。
Abstract
This paper proposes a 1-A, 6.4-MHz switching frequency DC-DC converter with embedded digital controller, implemented in 65-nm CMOS technology. The proposed DC-DC converter, exploiting a customized, multi-function SAR ADC and a non-linear PID controller, can switch automatically between continuous-conduction mode and pulse-skipping mode, thus maintaining a fairly large ef ficiency also for light loads. Moreover, a feedforward path in the digital control loop, implemented using the SAR ADC for conv