طراحی و تحلیل مبدل DC-DC بوست مجتمع براساس کنترل کننده زمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه زنجان

2 دانشجوی دکتری

3 دکتری برق قدرت

چکیده

در این مقاله طراحی و تحلیل مبدل بوست براساس کنترل کننده زمان برای تبدیل ولتاژ 8/1 ولت به 8/2 تا 4/3 ولت ارائه شده است. کنترل کننده زمان مانند کنترلر دیجیتال برای فرکانس های کلید زنی چند مگا هرتز طراحی می شود ولی این کنترلر به طراحی مبدل دیجیتال با دقت بالا و مدولاسیون پهنای باند دقیق نیاز ندارد. در این مقاله اسیلاتور کنترل شونده با جریان و مدار تاًخیر دهنده به ترتیب به عنوان انتگرال گیر و تناسب برای کنترل مبدل بکار رفته اند. علاوه بر آن برای بهبود زمان نشست ولتاژ خروجی از یک ترانزیستور به صورت فیدبک با خروجی استفاده شده است. با این تکنیک ولتاژ خروجی سریع تر به مقدار نهایی می رسد و زمان نشست حدود 72 درصد کاهش پیدا کرده است. همچنین در این مقاله اثرات غیر ایده ال بودن المان ها و شرایط پایداری مبدل به همراه مدار کنترل کننده تحلیل شده است. نتایج شبیه سازی مبدل بوست طراحی شده در تکنولوژی 18/0 میکرمتر پروسه CMOS نشان می دهد که مبدل طراحی شده در محدوده فرکانس سوئیچینگ 485 کیلو هرتز تا 42/1 مگا هرتز کار می کند و ولتاژ خروجی با حداکثر ریپل 15 میلی ولت حاصل می گردد. همچنین مدار طراحی شده برای ولتاژ خروجی 3/3 ولت دارای بازدهی 07/87% می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Analysis of DC-DC Integrated Boost Converter with Time-Based Control Techniques

نویسندگان [English]

  • Siroos Toofan 1
  • Abbas Nasri 2
  • Reza noroozian 3
چکیده [English]

This article have provided time-based boost controller to convert the voltage of 1.8V to 2.8-3.4 Volts. The timing controller like the digital controller is designed for switching frequency about megahertz, but this controller doesn’t need to use a digital converter and modulation bandwidth with high precision. In this paper, a current control oscillator and delay have used an Integrator and derivative for control circuit respectively. To improve settling time of the output voltage a transistor Mk is used as a feedback with output that the output voltage reaches faster to the final amount. With this technique, the settling time is reduced about 72%. In additional Converter operates over a range switching frequency 485 KHz to 1.42 MHz. In this paper, the effects of non-ideal of the elements, as well as the stability conditions of the control circuit, have been analyzed. Boost converter has been simulated in a standard 0.18µm CMOS process. Also, Circuit efficiency is achieved 87.08% for 3.3V output voltage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • VCO
  • Switching frequency
  • DC-DC converter
  • Duty cycle
  • Boost