Abstract
In this paper, a discontinuous-conduction mode (DCM) DC-DC buck converter is presented for mobile device applications. The buck converter consists of compensator for stable operations, pulse-width modulation (PWM) logic, and power switches. In order to achieve small hardware form-factor, the number of off-chip components should be kept to be minimum, which can be realized with simple and efficient frequency compensation and digital soft start-up circuits. Burst-mode operation is included for preventing the efficiency from degrading under very light load condition. The DCM DC-DC buck converter is fabricated with 0.18-um BCDMOS process. Programmable output with external resistors is typically set to be 1.8V for the input voltage between 2.8 and 5.0V. With a switching frequency of 1MHz, measured maximum efficiency is 92.6% for a load current of 100mA.
본 논문에서 모바일 기기에 적용하는 DCM DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 이 변환기는 안정된 동작을 위한 보상기, PWM 로직과 파워 스위치로 구성되어 있다. 작은 하드웨어 폼-팩터를 얻기 위하여 칩 외부에서 사용하는 소자의 갯수를 최소화하여야 하며 이는 효율적인 주파수 보상과 디지털 스타트-업 회로로 구현하였다. 매우 작은 부하 전류에서 효율의 감소를 막기 위하여 버스트-모드 동작도 구현하였다. DCM 벅 변환기는 0.18um BCDMOS 공정으로 제작되었다. 2.8~5V의 입력 전압 범위에 대하여 출력 전압 값은 외부 저항 소자를 사용하여 1.8V로 프로그램 되었다. 1MHz의 스위칭 주파수 및 100mA의 부하 전류에서 측정된 최대 효율은 92.6%이다.