ステップダウンおよびステップアップモードを持つパワーCMOSゲートベースのスイッチドキャパシタDC-DCコンバータの設計と解析

要旨 低消費電力アプリケーションのために、ステップダウンモードとステップアップモードの両方を1つの回路構成に統合する統一されたマルチステージパワーCMOSトランスミッションゲートベースの準スイッチドキャパシタ（QSC）DC-DCコンバータを提案します。本論文では、パワーCMOSトランスミッションゲートを双方向スイッチとして使用することによって、ステップダウンモードとステップアップモードのさまざまなトポロジーを同じ回路構成に統合することができ、構成には誘導素子が一切必要ないため、IC製造の実現が期待できます。さらに、大信号状態空間方程式と小信号伝達関数の両方が状態空間平均化技術によって導出され、両モードに対してすべて1つの統一された形式で表現されます。統一モデルに基づいて、定常状態出力と電力、電力効率、最大電圧変換比、最大電力効率、最大出力電力、出力電圧リップル率、 capacitance選択、閉ループ制御及び安定性などの制御設計と理論分析のためにすべてが提示されます。最後に、PSPICEツールによって回路レイアウトでステップダウンモードおよびステップアップモードを持つマルチステージQSC DC-DCコンバータが作成され、(1) 電圧変換、出力リップル率、および電力効率、(2) ソースノイズに対する出力の頑強性、(3) 負荷変動によるコンバータの調整能力など、いくつかのトピックが議論されます。シミュレーション結果は提案された統一構成の有効性を示すために示されています。著作権 © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.