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Author: CBDT-JWT

docs/Power-IC-Basics.md

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+## LDO
+
+## DC-DC
+
+### 开关电容DC-DC
+
+![](assets/Power-IC-Basics_image.png)
+
+电荷转移中，导通电阻上的损失与电阻无关。
+
+![](assets/Power-IC-Basics_image-1.png)
+
+$$
+C_1 V_1 + C_2 V_2 = (C_1+C_2) V\,,V=\frac{C_1V_1+C_2V_2}{C_1+C_2}
+$$
+
+$$
+E_{cap}=\frac{1}{2}CV^2
+$$
+
+$$
+E_{initial}=\frac{1}{2}C_1V_1^2+\frac{1}{2}C_2V_2^2
+$$
+
+$$
+E_{final}=\frac{1}{2}{C_1}{C_2}V^2
+$$
+
+$$
+E_{loss} = E_{initial}-E_{final}=\frac{1}{2}\left(\frac{C_1C_2}{C_1+C_2}\right)(V_1-V_2)^2
+$$
+
+#### 电压倍增器
+
+![](assets/pMv3URoUbBwzx4P.png)
+
+
+
+$\Phi_1$阶段给$C_1$充电，$\Phi_2$阶段$V_{dd}$把$C_2$捅上$2V_{dd}$
+
+
+
+输出电压（考虑纹波）：
+
+$$
+\begin{aligned}
+\bar V_o &= \frac{1}{2}\left(\frac{V_{o1}+V_{o2}}{2}+\frac{V_{o2}+V_{o3}}{2}\right)\\
+&=2V_{dd}-\frac{I_oT}{C_1}+\frac{I_oT}{8(C_1+C_L)}-\frac{I_oT}{8C_L}
+\end{aligned}
+$$
+
+$$
+\Delta V = \frac{I_oT}{C_1}-\frac{I_oT}{8(C_1+C_L)}+\frac{I_oT}{8C_L}
+$$
+
+改进：加一个支路
+
+![](assets/7QuZT69dXl3SL5N.png)
+
+$\Phi_1$阶段：$C_2$和$V_{dd}$串联对$C_L$放电，$C_1$充电；
+
+$\Phi_2$阶段：$C_1$​和$V_{dd}$​串联对$C_L$放电，$C_2$充电；
+
+
+
+意义：压降大的时候比LDO高效！$\eta_{LDO}\approx\frac{V_{out}}{V_{in}}$, $\eta_{CP}\approx\frac{V_{out}}{VCR\times V_{in}}$
+
+![](assets/wr5G5azqfMR2avV.png)
+
+
+
+**开关电容DC-DC转换器只能处理离散VCR！**
+
+
+
+#### 其他转换比
+
+ 1/2, 1/3, 2/3比例：可重构单元
+
+![](assets/bQNRqs4QoLP2evI.png)
+
+
+
+线性VCR拓扑（2，3，4，5）：Dickson/梯形/串-并联
+
+![](assets/0SZ2JrXKCYfFpWD.png)
+
+非线性VCR拓扑：
+
+- 斐波那契比例（2，3，5，8）：
+
+![](assets/161rczCziq6CsPn.png)
+
+- 指数比例（2，4，8，16）：级连电压倍增器
+- 多级
+
+![](assets/LSCGd2d585ITwKm.png)
+
+不同拓扑的对比：
+
+1. 串联-并联结构：高效利用电容，串联阶段开关阻抗大，对电容受限场景适用（FIVR）
+2. Dickson和梯型拓扑：高频更好，等效电容小
+3. Fibonacci：电容利用率和开关利用率都一般
+
+![](assets/jfNfLaqCEQ3yYM3.png)
+