線形電源LDO研究の進捗
最近、中国の電子科学技術大学の統合回路科学および工学部の電力統合技術研究所のMingxin教授の研究グループは、IEEE Solid State Circuit Journalの低ドロップアウト線形調節因子（LDOS）の分野での低電力高速過渡技術に関する画期的な研究結果を発表しました。
この技術は、スマートフォンとドローンの高速写真性能を大幅に改善できます。高度な負荷電流回復とアクティブなクランプ制御アーキテクチャを採用し、静的な消費電力は8.2μAです。同時に高周波負荷過渡変化を処理し、LDO過渡的品質係数を41psに圧縮し、初期の高電流LDO業界で最も速い高周波負荷ジャンプ能力を達成できます。
通常、モバイルデバイスは、複数のバックコンバーターとLDOをカスケードしたリチウムバッテリーで構成されるポイントツーポイント電源アーキテクチャを採用しています。 Buckは高効率電圧削減に使用されますが、LDOはバックの出力リップル電圧を安定した電源に変換します。 LDO設計に直面している重要な課題は、低入力電圧と高負荷電流を持つフラッシュメモリなどのアプリケーションの場合、LDOは通常、N型電源トランジスタを使用してチップ領域を減らし、過渡性能を最適化することです。 NMOS-LDOのユニークなドライブデッドゾーンの発行により、高周波負荷の過渡現象は過渡性能を大幅に低下させる可能性があります。同時に、LDOの静的消費電力はバッテリー寿命を延ばすために最小限に抑える必要がありますが、低消費電力の追求は、過渡および電力抑制比など、LDOの主要なパフォーマンスを低下させます。
上記の課題に基づいて、研究チームは静的な電流回復を設計し、Dead Zone LDOコントロールアーキテクチャに近いゼロを設計し、伝導を強化するための新しいバッファアーキテクチャを提案しました。電力トランジスタのゲート容量を効果的に駆動しますが、静的電力消費は負荷によって完全に回復されます。アクティブクランプ回路は、出力電圧がオーバーシュートしているときにエラーアンプの出力電圧の下限を迅速かつ正確にクランプするために使用され、LDOドライブデッドゾーンをほぼゼロ状態に減らします。
上記のテクノロジーの助けを借りて、LDOは8.2μAの消費で41psの品質係数を達成するように設計されましたが、高周波の過渡現象中の出力電圧変動は、低周波の過渡現象と比較して40％しか増加しませんでした。国際的な高度な研究レベルと比較して、高速および低電力の反応に大きな利点があります。
