A wide-current range switched capacitor DC-DC converter utilizing frequency, interleaving and switch-size scaling techniques
Frekansı, serpiştirmeyi ve anahtar boyutunu ayarlama tekniklerini kullanan geniş akım aralığına sahip anahtarlamalı kapasitör DA-DA çeviricisi
- Tez No: 424317
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. HAKAN DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Şehir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
DA/DA çeviriciler bir sistemin ana bileşenlerinden biridir. Çip üzerindeki sistemlerdeki analog ve dijital alt modüller farklı besleme gerilimleri gerektirdiğinden, bir çok DA/DA çeviricileri ana giriş gerilim kaynağından her bir modüle besleme gerilimi sağlamak için kullanıldı. DA/DA çeviricileri iki ana çeşide ayrılır; doğrusal ve anahtarlama regülatörü. Ana giriş gerilim kaynağı ve gerekli gerilim arasındaki fark arttıkça, doğrusal regülatörler yüksek kayıptan zarar görür ve anahtarlama regülatörleriyle kıyaslandığında sonuç olarak düşük verim elde edilir. Entegrasyon ana hedeflerden biri olduğu için; anahtar kapasitör DA/DA çeviricileri, regülatör temelli indüktör ile kıyaslandığında tercih edilir. Anahtar kapasitör DA/DA regülatörleri hacimli ve masraflı indüktörü tasfiye eder ve sensör ağlarında, enerji üreticilerde ve biyosensörlerde kullanılmak kullanılmak üzere çip üzerine tamamen entegre edilebilir. Bu tezde, 3.3V giriş gerilimini direkt olarak beş farklı çıkış gerilimine çevirebilen anahtar kapasitör DA/DA regülatörleri tanıtıldı. Çıkış akımının aralık değerini arttırmak, çıkış dalgalanmalarını azaltmak, tepki süresini arttırmak ve toplam maliyeti azaltmak için tasarım kısmında değişik tasarım teknikleri kullanıldı. Verimi arttırmak için, dönüştürücü frekansın, serpiştirmenin ve çıkış yükü ce akım durumlarına yanıt veren geribesleme döngüsündeki anahtar boyutu ölçekleme tekniklerinin kombinasyonunu kullanır. Devrede dört fazlı saat üreteci, saat pergeli, yüksek hızlı dinamik komparatör ve karar verme birimi vardır. Çıkış dalgalanmalarını azaltmak için, komparatör 4 serpiştiriciyi ve frekans ölçeklendirmeyi kullanır. Dönüştürücüyü yüksek tepki hızı moduna çevirmek için bir karar verme devresi dahil edilmiştir. Çip üzerinde olmayan bileşenler tasarımın maliyetini azaltmak için çıkartılmıştır.
Özet (Çeviri)
DC-DC converters are one of the main components of any system. Since analog and digital sub-modules in SoC require different supply voltages, large number of DC-DC converter are used to provide supply voltages for each module from the global input voltage source. DC-DC converters are divided into two main types; linear and switching regulators. As the drop between the global input source and required voltage increases, linear regulators suffer from high losses and consequently achieve low efficiency compared to switching regulators. Since integration is one of the main objectives, switched capacitor DC-DC converters are more preferable compared inductor based regulators. SC DC-DC regulators eliminate the bulky and costly inductor and can be integrated fully on-chip to be used in sensor networks, energy harvesters and bio-sensors. In this dissertation, a switched capacitor DC-DC converter, which can directly convert input voltage of 3.3V to five different output voltages, is presented. Different design techniques are used in the design to improve efficiency over a large output current range, reduce output ripple, increase response time and reduce the overall cost. To improve efficiency, the converter uses a combination of frequency, interleaving and switch width scaling techniques in a feedback loop that respond to the output load and current conditions. The loop consists of a four-phase clock generator, a clock divider, high speed dynamic comparators and a decision making unit. In order to reduce the output ripple, the converter uses four interleavers and frequency scaling. A decision making circuit is included to switch the converter into high response speed mode. Offchip components were eliminated to minimize the cost of the design.
Benzer Tezler
- Yüksek güç faktörlü yükseltici tür dönüştürücü beslemeli LLC rezonans devresi tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of high power factor boost type converter feed LLC resonant converter
RAMAZAN ÖNDER YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM AKBOY
- Design of reactive power compensator and its filter reactor
Reaktif güç kompanzatörü ve filtre reaktörünün tasarımı
GÜLFİDAN ELİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ
- Fırçasız doğru akım motorlu tahrik sistemlerinde oniki darbeli sürücü
Twelve-step drive of brushless dc machines
LATİF TEZDUYAR
Doktora
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. EMİN TACER
- GaN yarı iletken tabanlı totem-pole köprüsüz yükselten PFC dönüştürücü analizi ve tasarımı
GaN semiconductor based totem-pole bridgeless boost PFC analysis and design
ENES ÇATLIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM
- İzoleli dönüştürücüler için yeni bir aktif bastırma hücresinin tasarımı ve uygulanması
Design and implementation of new active snubber cell for isolated converters
HÜSEYİN YEŞİLYURT
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR