طراحي و تحليل مبدل DC-DC بوست مجتمع براساس كنترل كننده زمان

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

در اين مقاله طراحي و تحليل مبدل بوست براساس كنترل كننده زمان براي تبديل ولتاژ 1/8 ولت به 2/8 تا 3/4 ولت ارائه شده است. كنترل كننده زمان مانند كنترلر ديجيتال براي فركانس هاي كليد زني چند مگا هرتز طراحي مي شود ولي اين كنترلر به طراحي مبدل ديجيتال با دقت بالا و مدولاسيون پهناي باند دقيق نياز ندارد. در اين مقاله اسيلاتور كنترل شونده با جريان و مدار تاخير دهنده به ترتيب به عنوان انتگرال گير و تناسب براي كنترل مبدل بكار رفته اند. علاوه بر آن براي بهبود زمان نشست ولتاژ خروجي از يك ترانزيستور به صورت فيدبك با خروجي استفاده شده است. با اين تكنيك ولتاژ خروجي سريع تر به مقدار نهايي مي رسد و زمان نشست حدود 72 درصد كاهش پيدا كرده است. همچنين در اين مقاله اثرات غير ايده ال بودن المان ها و شرايط پايداري مبدل به همراه مدار كنترل كننده تحليل شده است. نتايج شبيه سازي مبدل بوست طراحي شده در تكنولوژي 0/18 ميكرمتر پروسه CMOS نشان مي دهد كه مبدل طراحي شده در محدوده فركانس سوئيچينگ 485 كيلو هرتز تا 1/42 مگا هرتز كار مي كند و ولتاژ خروجي با حداكثر ريپل 15 ميلي ولت حاصل مي گردد. همچنين مدار طراحي شده براي ولتاژ خروجي 3/3 ولت داراي بازدهي 87/07% مي باشد.

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.