EMC prilagojeno snovanje pretvornika DC-DC: Krmiljenje naklona preklopne napetostiDIMITRIEVSKI, KRSTE (Avtor) Žemva, Andrej (Mentor) Subotskaya, Volha (Komentor) EMC (Elektromagnetic compatibility)DC-DC pretvorniksinhroni "buck" pretvornikanalogno nacrtovanjeEMI (Electromagnetne motnje)VHDL načrtovanjeSoC (Sistem na Čipu)EME (electromagnetne emisije)EMC predpisiNamen magistrskega dela je predstaviti koncept prilagodljivega krmiljenja naklona preklopnnje napetosti v pretvorniku DC-DC in njegovo izvedbo v mešanem integriranem vezju. DC-DC pretvorniki postajajo vse pogostejši v SoC (System on Chip) aplikacijah zaradi njihovih lastnosti in zmogljivosti. DC-DC pretvorniki omogočajo visok izkoristek, majhno število zunanjih električnih komponent in potrebujejo majhno površino za realizacijo na čipu. Zaradi omenjenih karakteristik se vedno bolj uporabljajo v mnogih nizko-napetostnih SoC aplikacijah v avtomobilski industriji. Glavni cilj dela je bila realizacija pretvornika, ki omogoča adaptivno vodenje izhodne napetosti v celotnem obsegu DC-DC pretvornika. Pretvornik mora zagotavljati pravilno delovanje tudi pri uporabi zunanjih MOSFET tranzistorjev, ki prihajajo od različnih proizvajalcev. DC-DC pretvornik mora zagotoviti visoko frekvenco preklapljanja, če želimo doseči visok izkoristek, hkrati pa je potrebno zagotoviti, da elektromagnetne emisije (EME) ob preklopih ne presežejo zahtevanih ravni. Obstaja veliko različnih pristopov k reševanju tega problema. Za zmanšanje elektromagnetnih emisij lahko uporabimo EMI-ltre in posebne tehnike na PCB ravni. Naš cilj pa je bil zmanjšanje EME že v fazi načrtovanja integriranega vezja. Glavni poudarek magistrskega dela je raziskati koncept adaptivnega vodenja "gate" napetosti DC-DC buck pretvornika z različnimi zunanjimi MOSFET tranzistorji. Na podlagi zahtev bomo poziskusili doseči niske emisije že tekom načrtovalskega postopka z uporabo kombinacije analognih in digitalnih (AMS) vezij/tehnik. Končna resitev vsebuje kontrolno logiko, ki jo realizira digitalno vezje, in analogno vezje, ki vsebuje krmilnik "driver" in zakasnilno celico "analog delay". Vsebina magistrskega dela bo predstavljena v sledečem zaporedju. V prvem poglavju bomo predstavili concept EMC (Elektromagnetic compatibility) in razložili, zakaj je potrebno razviti proizvod, ki upošteva EMC predpise. Ravno tako bomo raziskali vzroke za nastanek elektromagnetnih emisij v integriranih vezjih, kjer bomo kot primer uporabili "switched mode power supply" aplikacijo, pod katero spada tudi DC-DC buck pretvornik. V drugem poglavju bomo predstavili dva koncepta, ki izpolnjujeta predhodno navedene zahteve. Končni koncept prilagodljivega goninlnika bo predstavljen v tretjem poglavju, kjer je kot vmesnik med kontrolnim blokom in prilagodljivim krmilnikom (driver), uporabljen napetostni preklopni "Level Shifter", ki prilagaja napetosti med krmilnim blokom in prilagodljivim krmilnikom. Predstavljeni bodo vsi izdelani bloki ter njhova funkcionalnost. Na koncu bodo predstavljeni spektralni diagrami elektromagnetnih emisij in primerjava emisij pretvornikov med adaptivnim in ksnim preklaplanjem. V zaključku sledijo ugotovitve in predstavitev smernic za nadaljnji razvoj.20172018-11-23 15:52:51Magistrsko delo/naloga105388sl