多相信号を用いたヒステリシス制御によるオンチップSC DC-DCコンバータの高効率設計

• Item type: Symposium(1)
• 公開日: 2024-08-21
• タイトル: 多相信号を用いたヒステリシス制御によるオンチップSC DC-DCコンバータの高効率設計
• タイトル / 言語: en
• タイトル: High-Efficiency Design of On-Chip Switched-Capacitor Converter by Multi-Phase Hysteresis Control
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 回路設計
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
• 資源タイプ: conference paper
• 著者所属: 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻
• 著者所属: 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻
• 著者所属: 東京工業大学工学院情報通信系
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electrical Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electrical Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Information and Communications Engineering School of Engineering, Tokyo Institute of Technology
• 著者名: 菊田, 康次; 久門, 尚史; イスラム, マーフズル
• 著者名(英): Koji, Kikuta; Takashi, Hisakado; Mahfuzul, Islam
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: チップ内の回路ブロック毎に低損失で電圧変換するため，SC (Switched-Capacitor) DC-DC コンバータが注目されている．負荷状態の変動に即応し，スイッチング周波数をスケーリングし高効率を実現する手法としてヒステリシス制御がある．しかし，ヒステリシス制御では，信号遅延が原因で，実現できる周波数に上限が存在する問題がある．本論文では，ヒステリシス制御におけるスイッチング信号に同期した位相の異なる複数のスイッチング信号で，高い周波数動作が可能な SC DC-DC コンバータを提案する．提案手法により，ヒステリシス制御にインターリーブ方式を適用し，出力電圧リップルを最大 36mV 小さくできる．合計容量 1nF で負荷電流 0.1～18mA に対して高効率を維持することができる．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: SC (Switched-Capacitor) DC-DC converters attract attention for on-chip small DC-DC converters, which provide supply power to functional blocks comprising SoC (System-on-a-Chip). Under an adaptive frequency scaling scheme according to load state, the output voltage fluctuation may occur if the switching frequency is not scaled immediately. Therefore, hysteresis control methods have been proposed to address this problem. However, the hysteresis control loop delay determines the switching frequency and signal delay puts a ceiling on generating frequency. This constraint restricts the maximum load current that SC DC-DC converters can convert supply voltage. A high switching frequency is required, especially under small total capacitance or interleave methods. Thus, extending the upper limit of switching frequency is critical for on-chip SC DC-DC converters. In this paper, we propose the hysteresis method utilizing multiphase signals, which enables the SC DC-DC converter to operate under high switching frequency. Our proposed SC DC-DC converter can adopt the interleaving method and decrease output voltage ripple by 36mV and maintain high power efficiency for load range from 0.1～18 mA.
• 書誌情報: DAシンポジウム2024論文集; 巻 2024, p. 113-120, 発行日 2024-08-21
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会