طراحي مدار شارژ آدياباتيك توان كارآمد در فناوري 0.18μm CMOS

در برنامه‌هاي تامين انرژي حسگرهاي كم‌توان، مواردي وجود دارد كه انرژي بايد از يك باتري كم‌توان به يك مرحله خازن بار خروجي انتقال داده شود. اين مقاله يك مدار شارژ آدياباتيك با رويكرد سوييچ هاي موازي ارائه مي‌دهد كه به يك باتري كم‌توان متصل شده و با استفاده از يك مبدل باك كه در حالت CCM عمل مي‌كند خازن بار را شارژ مي‌كند. از يك كنترل‌‌كننده گيت سوييچ‌هاي موازي (GCPS) به منظور افزايش زمان وظيفه سيگنال ورودي سوييچ‌هاي مبدل باك استفاده شده كه با كنترل جريان سلف، خازن بار را در 256 گام، شارژ مي‌كند. رويكرد سوييچ‌هاي موازي پيشنهادي به منظور بهبود بازدهي انرژي در توان‌هاي انتقالي مختلف استفاده شده و متشكل از يك حسگر جريان، مقايسه‌گر، لچ R-S، سوييچ‌هاي pMOS موازي و سوييچ‌هاي nMOS موازي است. در توان‌هاي انتقالي زياد، سوييچ‌هاي بزرگ با سوييچ‌هاي كوچك موازي شده كه نتيجه در كاهش تلفات هدايت دارد. همچنين، در توان‌هاي انتقالي پايين، با خاموش كردن سوييچ‌هاي بزرگ pMOS/nMOS، مجموع تلفات سوييچينگ به صورت قابل توجهي در طول عمليات شارژ كاهش يافته است. مدار پيشنهادي در يك فناوري 0.18µm CMOS طراحي و شبيه‌سازي شده است. بازدهي مدار ارائه شده در طول يك دوره شارژ كامل به ازاي متوسط توان‌ ورودي بين 0.5mW تا 30mW، بيش از 80% درصد است.