طراحی و شبیه سازی مبدل ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم کلیدی-خازنی کاهشی با تکنولوژی 180 nm standard cmos

مبدل های ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم که با نام تنظیم کننده های ولتاژ کلیدزنی نیز شناخته می شوند، یکی از اجزای اصلی بخش مدیریت توان هستند. نقش این مبدل ها مهیا کردن ولتاژ خروجی ثابت و صاف برای انتقال توان به ادوات الکترونیکی است. از آنجایی که در برخی از نقاط مدار مجتمع نیاز به کاهش و یا تقویت ولتاژ است و با در نظر گرفتن این که معمولاً نمی توان جریان نقطه مورد نظر را تغییر داد، روی کاهش یا تقویت ولتاژ کار می شود تا به توان مطلوب رسید. ایده طراحی مبدل های ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم از اینجا نشأت می گیرد. در واقع مبدل ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم به منظور تأمین تغذیه قسمت های مختلف داخل مدار مجتمع در محدوده ای مشخص از توان الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه بارز استفاده از این مبدل ها در تلفن های همراه، تبلت ها و سایر ادوات الکترونیکی قابل حمل می باشد. در این پایان نامه مبدل ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم کلیدی-خازنی کاهشی با نسبت 2:1 و با تکنولوژی 180 nm standard cmos طراحی شده و در مدارهای کم توان کاربرد دارد. دلیل طراحی بر اساس مبدل های کلیدی-خازنی در این طراحی، اندازه کوچک تر این نوع مبدل ها نسبت به مبدل های ولتاژ به ولتاژ جریان مستقیم نوع کلیدی- مغناطیسی و بازده بالای آن ها نسبت به مبدل های خطی با افت ولتاژ نسبتاً بزرگ (حدود 1 ولت) است. در مبدل ارائه شده، ولتاژ 1.8 ولت ورودی به ولتاژ 0.8 ولت خروجی تبدیل شده و جریان 50 میلی آمپر به بار تحویل داده می شود. همچنین در طراحی این مبدل سعی شده است با افزایش فرکانس کلیدزنی، ریپل ولتاژ خروجی زیر 25 میلی ولت نگه داشته شود تا در خروجی ولتاژ (و در نتیجه جریان) ثابت و صافی داشته باشیم.