Investigación sobre el método de inicio suave en chip de pendiente fija aplicado al convertidor CC-CC reductor
Autores: Guo, Zhongjie; Qiu, Ziyi; Yang, Yuan; Yu, Ningmei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre el método de inicio suave en chip de pendiente fija aplicado al convertidor CC-CC reductor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Método de arranque suave
Convertidores buck
Integración en chip
Muestreo de coeficiente de retroalimentación
Técnicas de eliminación de picos
Red de división capacitiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un método de arranque suave de pendiente fija aplicable a convertidores Buck para integración en chip para abordar el problema de tensiones de potencia variables (tensión del dispositivo, tensión de corriente) durante el arranque con diferentes voltajes de salida. El mecanismo principal implica combinar el muestreo del coeficiente de retroalimentación con un voltaje de referencia de pendiente fija para lograr un aumento lento en el voltaje de referencia al igualar la corriente de carga de arranque suave a una corriente de pulso a través de la integración en chip de un pequeño condensador. Esto permite arranques de pendiente fija para diferentes voltajes de salida establecidos. Se emplean técnicas de eliminación de picos para abordar los picos de corriente de carga causados por los periodos de pulso, mejorando el control preciso sobre el tiempo de arranque suave. Al reemplazar la red de división de resistencia tradicional por una red de división capacitiva en el método de arranque suave, se minimiza el consumo de energía en CC. Al completarse el arranque suave, ocurre una transición suave a una operación en estado estable, con el apagado automático del módulo de arranque suave reduciendo el consumo de energía estática. Un diseño de circuito específico y verificación de diseño basado en tecnología BCD de alta tensión de 0,18 m demuestra que el método propuesto mantiene un arranque de pendiente fija de aproximadamente 5 mV/s dentro del rango de salida del chip de 0,9 V a 4 V, con una precisión de control de pendiente de hasta el 98%. El circuito de arranque suave elimina eficazmente las corrientes de sobretensión generadas durante el arranque en condiciones de carga completa de 3 A y condiciones de carga nula de 0 A, reduciendo la corriente de sobretensión total en un 44% y permitiendo un aumento de voltaje estable y una transición suave a una operación en estado estable.
Descripción
Se propone un método de arranque suave de pendiente fija aplicable a convertidores Buck para integración en chip para abordar el problema de tensiones de potencia variables (tensión del dispositivo, tensión de corriente) durante el arranque con diferentes voltajes de salida. El mecanismo principal implica combinar el muestreo del coeficiente de retroalimentación con un voltaje de referencia de pendiente fija para lograr un aumento lento en el voltaje de referencia al igualar la corriente de carga de arranque suave a una corriente de pulso a través de la integración en chip de un pequeño condensador. Esto permite arranques de pendiente fija para diferentes voltajes de salida establecidos. Se emplean técnicas de eliminación de picos para abordar los picos de corriente de carga causados por los periodos de pulso, mejorando el control preciso sobre el tiempo de arranque suave. Al reemplazar la red de división de resistencia tradicional por una red de división capacitiva en el método de arranque suave, se minimiza el consumo de energía en CC. Al completarse el arranque suave, ocurre una transición suave a una operación en estado estable, con el apagado automático del módulo de arranque suave reduciendo el consumo de energía estática. Un diseño de circuito específico y verificación de diseño basado en tecnología BCD de alta tensión de 0,18 m demuestra que el método propuesto mantiene un arranque de pendiente fija de aproximadamente 5 mV/s dentro del rango de salida del chip de 0,9 V a 4 V, con una precisión de control de pendiente de hasta el 98%. El circuito de arranque suave elimina eficazmente las corrientes de sobretensión generadas durante el arranque en condiciones de carga completa de 3 A y condiciones de carga nula de 0 A, reduciendo la corriente de sobretensión total en un 44% y permitiendo un aumento de voltaje estable y una transición suave a una operación en estado estable.