Un enfoque de diseño de alta eficiencia de un sumidero de corriente regulable para controladores regulados por corriente
Autores: Abuishmais, Ibrahim; Shahroury, Fadi R.; Ahmad, Hani
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque de diseño de alta eficiencia de un sumidero de corriente regulable para controladores regulados por corriente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Topología propuesta
Regulación actual
Metodología de diseño
Alta eficiencia
Regulable
Controlador de WLED
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una topología de sumidero de corriente regulable y de alta eficiencia junto con una metodología de diseño para procesos de nodo bajo. La metodología de diseño se demuestra utilizando una aplicación de controlador WLED basado en boost. En este trabajo, el enfoque está en la regulación de corriente en lugar de la regulación de voltaje. Por lo tanto, la topología propuesta explota un dispositivo de paso NMOS más pequeño y más rápido, reemplazando el arreglo LDO convencional basado en PMOS. Se está utilizando una topología de sumidero de corriente de transistor de paso amplificado combinada con una resistencia de fuente degenerada programable de 5 bits para control de brillo y alta eficiencia. El controlador WLED realizado valida la topología propuesta y la metodología de diseño utilizando la tecnología CMOS TSMC de 40 nm. El diseño aprovecha la programabilidad de la resistencia para mejorar la eficiencia energética del sistema. Esta resistencia programable permite la regulación de brillo mediante segmentación de corriente con un paso de 1 mA para un total de 25 mA. Para una ondulación de voltaje de 500 mV en la salida del convertidor DC-DC que alimenta 6 WLEDs con una caída de voltaje directo de 3.2 V cada uno, se logra una ondulación de corriente de 200 uA en el peor de los casos y una eficiencia simulada del 97.6% para un tamaño óptimo de transistor de paso.
Descripción
Este documento propone una topología de sumidero de corriente regulable y de alta eficiencia junto con una metodología de diseño para procesos de nodo bajo. La metodología de diseño se demuestra utilizando una aplicación de controlador WLED basado en boost. En este trabajo, el enfoque está en la regulación de corriente en lugar de la regulación de voltaje. Por lo tanto, la topología propuesta explota un dispositivo de paso NMOS más pequeño y más rápido, reemplazando el arreglo LDO convencional basado en PMOS. Se está utilizando una topología de sumidero de corriente de transistor de paso amplificado combinada con una resistencia de fuente degenerada programable de 5 bits para control de brillo y alta eficiencia. El controlador WLED realizado valida la topología propuesta y la metodología de diseño utilizando la tecnología CMOS TSMC de 40 nm. El diseño aprovecha la programabilidad de la resistencia para mejorar la eficiencia energética del sistema. Esta resistencia programable permite la regulación de brillo mediante segmentación de corriente con un paso de 1 mA para un total de 25 mA. Para una ondulación de voltaje de 500 mV en la salida del convertidor DC-DC que alimenta 6 WLEDs con una caída de voltaje directo de 3.2 V cada uno, se logra una ondulación de corriente de 200 uA en el peor de los casos y una eficiencia simulada del 97.6% para un tamaño óptimo de transistor de paso.