Convertidor cc-dc elevador basado en modulador delta-sigma con escalado dinámico de voltaje de salida
Autores: Cho, Young-Kyun; Park, Bong Hyuk; Hyun, Seok-Bong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Convertidor cc-dc elevador basado en modulador delta-sigma con escalado dinámico de voltaje de salida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ruido de conmutación
Eficiencia de conversión
Modulación delta-sigma
Convertidores elevadores
Voltaje de salida
Eficiencia de conversión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El ruido de conmutación y la eficiencia de conversión de los convertidores CC-CC elevadores necesitan ser mejorados para satisfacer la creciente demanda. La técnica de modulación delta-sigma (DSM) se utiliza típicamente para mejorar el rendimiento de los convertidores reductores; sin embargo, este esquema de control no es directamente aplicable a los convertidores elevadores. Este artículo presenta un convertidor CC-CC elevador que utiliza un controlador modulador delta-sigma de tiempo continuo (DSM) para aplicaciones alimentadas por batería y sensibles al ruido. El convertidor propuesto puede ajustar dinámicamente una amplia gama de voltajes de salida mediante la limitación del ciclo de trabajo máximo del DSM, lo que permite respuestas transitorias estables y robustas del convertidor. Los armónicos de conmutación en la salida del convertidor se reducen efectivamente por la propiedad de conformación de ruido del modulador. Además, el convertidor no sufre de inestabilidad de conmutación de modo debido al uso de un DSM de tercer orden fijo. Fabricado en un CMOS de 180 nm, el convertidor ocupa un área activa de 0.76 mm. Produjo un voltaje de salida que varía de 2.5 V a 5.0 V con un voltaje de entrada de 2.0 V y logró una eficiencia de conversión máxima del 95.5%. Las ondulaciones de voltaje de salida se mantuvieron por debajo de 25 mV para todas las condiciones de carga. Se logró un espectro de salida de bajo ruido con un primer pico espurio ubicado a -91 dBc desde la señal.
Descripción
El ruido de conmutación y la eficiencia de conversión de los convertidores CC-CC elevadores necesitan ser mejorados para satisfacer la creciente demanda. La técnica de modulación delta-sigma (DSM) se utiliza típicamente para mejorar el rendimiento de los convertidores reductores; sin embargo, este esquema de control no es directamente aplicable a los convertidores elevadores. Este artículo presenta un convertidor CC-CC elevador que utiliza un controlador modulador delta-sigma de tiempo continuo (DSM) para aplicaciones alimentadas por batería y sensibles al ruido. El convertidor propuesto puede ajustar dinámicamente una amplia gama de voltajes de salida mediante la limitación del ciclo de trabajo máximo del DSM, lo que permite respuestas transitorias estables y robustas del convertidor. Los armónicos de conmutación en la salida del convertidor se reducen efectivamente por la propiedad de conformación de ruido del modulador. Además, el convertidor no sufre de inestabilidad de conmutación de modo debido al uso de un DSM de tercer orden fijo. Fabricado en un CMOS de 180 nm, el convertidor ocupa un área activa de 0.76 mm. Produjo un voltaje de salida que varía de 2.5 V a 5.0 V con un voltaje de entrada de 2.0 V y logró una eficiencia de conversión máxima del 95.5%. Las ondulaciones de voltaje de salida se mantuvieron por debajo de 25 mV para todas las condiciones de carga. Se logró un espectro de salida de bajo ruido con un primer pico espurio ubicado a -91 dBc desde la señal.