Akım modlu DC/DC buck dönüştürücü devresine yönelik yeni bir empedans çarpıcı tabanlı tip-II kompanzasyon devresi tasarımı
A novel impedance multiplier-based type-II compensation circuit design for a current-mode DC/DC buck converter
- Tez No: 938400
- Danışmanlar: PROF. DR. FIRAT KAÇAR, DR. ÖĞR. ÜYESİ METİN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
DC/DC dönüştürücüler, sabit bir doğru akım gerilimini farklı bir seviyeye dönüştürmek için kullanılan temel güç elektroniği devreleridir. Özellikle buck dönüştürücüler, düşük çıkış gerilimlerine ihtiyaç duyan birçok elektronik sistemde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu dönüştürücüler, yüksek verimlilik, düşük gürültü ve hassas çıkış gerilimi sağlama avantajları sunmaktadır. Ancak, buck dönüştürücülerde kullanılan kompanzasyon devreleri, çip üzerinde yüksek değerli pasif bileşenlerin entegrasyonu nedeniyle büyük çip alanı ve yüksek maliyet gibi tasarım zorluklarıyla karşı karşıyadır. Bu tezde, buck dönüştürücülerde kullanılan kompanzasyon devrelerindeki yüksek değerli kapasitörlerin yerine kullanılmak üzere yeni bir kapasitans çarpıcı devresi önerilmiştir. Önerilen devre, empedans çarpıcı modeli temelinde geliştirilmiş olup, yalnızca kapasitans çarpıcı değil, aynı zamanda direnç ve endüktans çarpıcı olarak da çalışabilen genişletilmiş bir yapı sunmaktadır. Devre, elektronik olarak kontrol edilebilir bir yapıya sahip olup, iki ucu serbest bir tasarımla esneklik sağlamaktadır. Önerilen devre, 0.18µm TSMC CMOS teknolojisi kullanılarak tasarlanmış ve LTspice yazılımında zaman alanı ve frekans alanı simülasyonları ile doğrulanmıştır. Deneysel doğrulama amacıyla OPA861 OTA entegresi kullanılarak devrenin prototipi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, ELECTRIC VLSI yazılımı kullanılarak çip üzerindeki yerleşim tasarımı yapılmıştır. Tez kapsamında önerilen kapasitans çarpıcı devresinin performansı, literatürdeki diğer kapasitans çarpıcı devreleri ile karşılaştırılmış ve düşük çip alanı kullanımı ile benzer elektriksel performans sunduğu gösterilmiştir. Monte Carlo ve PVT analizleri, devrenin proses, besleme gerilimi ve sıcaklık değişimlerine karşı yüksek kararlılık sağladığını ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
DC/DC converters are fundamental power electronics circuits used to transform a constant direct current (DC) voltage to a different level. In particular, buck converters are widely employed in various electronic systems that require low output voltages. These converters offer advantages such as high efficiency, low noise, and precise output voltage regulation. However, the compensation circuits used in buck converters face design challenges, including large chip area and high cost, due to the integration of high-value passive components on-chip. In this thesis, a novel capacitance multiplier circuit is proposed as a replacement for high-value capacitors in the compensation circuits of buck converters. The proposed circuit is developed based on the impedance multiplier model, providing an extended structure that can function not only as a capacitance multiplier but also as a resistance and inductance multiplier. The circuit features an electronically controllable design and offers flexibility through a floating configuration. The proposed circuit has been designed using 0.18µm TSMC CMOS technology and validated through time-domain and frequency-domain simulations in LTspice. For experimental verification, a prototype of the circuit was implemented using the OPA861 OTA integrated circuit. Additionally, the layout design of the circuit was completed using the ELECTRIC VLSI software. The performance of the proposed capacitance multiplier circuit was compared with existing capacitance multiplier circuits in the literature, demonstrating that it achieves similar electrical performance while occupying a smaller chip area. Monte Carlo and PVT analyses have shown that the circuit exhibits high stability against variations in process parameters, supply voltage, and temperature.
Benzer Tezler
- İzmir'de Mustafa Kemal Bulvarı'nın peyzaj mimarlığı açısından etüdü ve peyzaj projesi
Başlık çevirisi yok
ENGİN ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜMİT ERDEM
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR