用于GaN转换器的高时间分辨率PWM发生器

《IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs》：High Time-Resolution PWM Generator for GaN Converters

高分辨率数字脉宽调制（DPWM）技术通过闭环可编程延迟单元设计，在40MHz工作频率下实现195ps分辨率，有效抑制PVT变化影响，降低动态功耗。该方案采用100V/0.13μm BCD工艺验证，适用于GaN功率器件驱动系统。

　　

摘要：

高时间分辨率是充分利用氮化镓（GaN）技术在设计和制造快速高效电源转换器中的关键。虽然可以使用高分辨率的数字脉宽调制（DPWM）技术，但需要为其选择合适的运行频率以避免较高的动态功耗。本文介绍了一种基于可编程延迟单元的DPWM方案，该方案采用闭环控制方式实现。闭环控制系统确保延迟链中的各个元件具有相同的延迟时间，从而能够抑制工艺、电压和温度（PVT）变化的影响，同时保持输出结果的一致性，而无需使用高运行频率。这使得该调制器能够实现高达195皮秒的分辨率，并具备高线性度，完全满足驱动GaN功率器件的要求。该系统采用100伏0.13微米的BCD工艺制造，在40兆赫的运行频率下运行，并通过定制的调试板进行了验证，证实其在宽调谐范围内的性能符合预期。

引言

智能电源技术涵盖了一系列混合信号器件，这些器件通过先进的模拟或数字电路设计来提升整个系统的效率。在数字电源转换系统（如DC-DC转换器）中，重点在于在实现高效率的同时，还具备设计灵活性、易于集成和成本效益等优点。对于电源转换器而言，高频DPWM技术能够降低硬件需求，从而减少物料清单（BOM）成本和整体系统成本[1]。