应用于捕获引擎的堆叠结构设计
随着智能手机、智能手表、运动手环等移动设备的逐渐普及,其定位导航部件是重要的功耗来源。而捕获引擎作为全球定位系统接收机中的主要高能耗单元,提升其电源转换效率对于增强卫星导航系统接收机的续航能力尤为重要。
目前大多数捕获电路的电源管理采用DC-DC方式,其主要有线性稳压器LDO和开关电源转换器两大类;由于LDO的转换效率较低,一般捕获电路采用开关电源结构提升转换效率,通常可以达到80%-90%。但是在传统捕获电路的结构下,由于开关电源大电容的引入,采用这种方法会导致芯片面积较大,同时最好情况下仍然会存在10%左右的电源损耗。
为了进一步提升电源转换效率,降低损耗,本文在此基础上引入了电压堆叠技术,提出了基于堆叠架构的捕获电路,通过模块间的电流复用降低电源损耗,提升转换效率至95%以上。同时针对不同的工作环境,解决了该堆叠结构在不同频率下基于不同负载差值电流的最佳电容设计,减小了电路面积,并且给出了具体的设计尺寸供以参考。
最后本文基于SMIC28nm工艺完成了堆叠电路的原理图设计,版图设计以及流片实测。最终通过N6705B电源分析仪以及示波器DSOX4024 ...