第二十五卷 第六期 - 2013年十二月二十日 PDF
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降低切換與導通損失的平均電流模式非反向升降壓型直流-直流轉換器之設計
魏嘉玲*, 陳津宏, 吳國鈞, 柯一鼎
國立成功大學電機工程學系
 
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今社會可攜式電子產品蓬勃發展,如何延長電子產品的使用時間已成為一個重要的議題。電池的輸出電壓通常會隨著時間下降,以鋰電池為例,其輸出電壓於2.7 V~4.2 V之間,所以電壓可能比電子產品所需要的電壓高或低(例如,所需電壓為3.3 V),因此採用非反向升降壓型直流-直流轉換器即可完整利用電池輸出電壓範圍。本論文採用改良的功率電晶體切換方式,有效地降低流過電感上的平均電流以及減少切換損失,以提升整體功率轉換效率。另外,本論文提出將平均電流模式運用於非反向升降壓型直流-直流轉換器,透過控制轉換器中流過電感平均電流的方式,可以有效的兼顧系統的抗雜訊能力和快速暫態響應。此晶片使用台灣積體電路公司0.35μm 2P4M 5V混合訊號製程,尺寸為2.14×1.92mm2。於輸入電為2.3~5 V時,輸出電壓均可穩定於3.3 V,輸出負載電流最高達400 mA,效率最高達92.01%。

Fig. 1 平均電流模式非反向升降壓型直流-直流轉換器之系統方塊圖


Fig. 2 當Vin=3.5 V、Vout=3.3 V、和 ILOAD=70 mA時量測得到之波形圖
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