Ein hocheffizienter DC/DC-Wandler mit geschaltetem Kondensator und Punktlast

Dieses Buch umfasst das komplette erfolgreiche Design, die Herstellung und den Test eines CMOS-basierten SC-Gleichstromwandlers, der die allgegenwärtige 12-1,5-V-Board-montierte Point-of-Load-Anwendung adressiert.Der traditionelle induktionsbasierte Abwärtswandler ist seit Jahrzehnten das Standarddesign für geschaltete Spannungsregler. Gleichspannungswandler mit geschalteten Kondensatoren (SC) hingegen wurden traditionell in Anwendungen mit geringer Leistung (<10 mW) und niedrigem Wandlungsverhältnis (<4:1) eingesetzt, bei denen weder die Regelung noch der Wirkungsgrad entscheidend sind. Insbesondere die in dieser Studie entwickelte Schaltung erreicht einen höheren Wirkungsgrad (92 % in der Spitze und >80 % über einen Lastbereich von 5 mA bis 1 A) als die untersuchten konkurrierenden Abwärtswandler, während sie weniger Platinenfläche und weniger kostspielige passive Komponenten benötigt. Die Topologie und der Controller ermöglichen einen weiten Eingangsbereich von 7,5-13,5 V. Die auf Rückkopplung und Vorwärtsregelung basierende Steuerung sorgt für eine enge Regelung unter Worst-Case-Netz- und Lastsprungbedingungen. Diese Studie zeigt, dass der SC-Wandler den Abwärtswandler übertreffen kann, und daher kann und sollte der Anwendungsbereich des SC-Wandlers erweitert werden.