طراحی و شبیه سازی یک مبدل dc-dc بهینه در تکنولوژی cmos

در این پایان نامه، منبع تغذیه سوئیچینگ باک به منظور استفاده در تجهیزات الکترونیکی قابل حمل طراحی و شبیه سازی شده است. به بیان روشن تر، این فرآیند ابتدا با تحلیل دقیق پاسخ فرکانسی مبدل باک و در نظر گرفتن تاثیر عناصر تشکیل دهنده ی آن و آثار پارازیتی آن ها به انجام رسیده است. سپس محدوده ی فرکانس کلیدزنی در بازه ی وسیع ولتاژ ورودی از 4/1 تا 2 ولت، جریان بار خروجی از صفر تا یک آمپر و ولتاژ خروجی 2/1 ولت، بر مبنای مشخصه های مهمِ ضربان ولتاژ خروجی، ضربان جریان سلف و بازدهی در طراحی بهینه مبدل باک پیش از طراحی مدارهای کنترلی آن انتخاب شده است. در واقع در این طراحی و شبیه سازی، مقدار سلف 7/4 میکروهانری با مقاومت 8/0 میلی اهم و مقدار خازن 7/4 میکروفارادی با مقاومت 50 میلی اهم انتخابی مناسب نسبت به کارهای قبلی، برای دستیابی به بازه ی فرکانس کلیدزنی بهینه 625 تا 850 کیلوهرتز و بازده 97 تا 7/99 درصد می باشند. تقویت کننده ی کسکدتاشده با بهره ی ولتاژی 2500، فرکانس قطع 29 مگاهرتز، حاشیه ی فاز 68 درجه با مقدار نرخِ گردش مثبت و منفی 5/7 و 9/9 ولت بر میکروثانیه و بازه ی تغییر ولتاژ ورودی 100 میلی ولت تا 3/1 ولت جهت استفاده در جبران ساز نوع سوم پیشنهادی بررسی و شبیه سازی گردیده است. علاوه بر این، مقایسه کننده ی هیسترزیس پیشنهادی با بهره ی ولتاژی 20000، ولتاژ آفست ورودی در حدود 2/3 میلی ولت، عرض پنجره ی هیسترزیس کم تر از 40 میلی ولت و نرخِ گردش مثبت و منفی 250 و 290 ولت بر میکروثانیه طراحی و شبیه سازی شده است. شایان ذکر است که نتایج حاصل از این شبیه سازی دلیل روشنی بر روند بهینه طراحی مبدل باک، مدار جبران ساز نوع سوم و مقایسه کننده هیسترزیس پیشنهادی در این روش می باشد. این طرح با دو نرم افزار متلب و hspice در فن آوری 0.18um cmos به صورت سیستمی و مداری شبیه سازی شده است.