Concepcion y modelado de una fuente de bajo voltaje dc/dc en topologia de convertidor multifase de buck (layout, medidas y simulacion)
| dc.contributor.advisor | Ramon Suarez, Jorge Hernando | |
| dc.contributor.author | Silva Monroy, Cesar Augusto | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-03T04:40:04Z | |
| dc.date.available | 2004 | |
| dc.date.available | 2024-03-03T04:40:04Z | |
| dc.date.created | 2004 | |
| dc.date.issued | 2004 | |
| dc.description.abstract | Este trabajo está enfocado principalmente en el desarollo de un modelo de simulación simplificado para un Convertidor Multifase de Buck, basado en un circuito real. El circuito fue implementado en una tarjeta y cumple con los principales requerimientos de un convertidor dc/dc usado en aplicaciones para PC. Se usaron elementos pasivos para los filtros de entrada y salida, así como “drivers” y MOSFETS de potencia en la etapa de conversión, además de un controlador PWM (ADP3168) programable a través de condensadores y resistencias. El controlador regula la tensión de salida del circuito cambiando el ciclo de trabajo de los transistores. El modelo de simulación está formado por componentes ideales y programables (.abm) en Pspice®, tales como resistencias, amplificadores operacionales, etc. Se pueden diferenciar dos etapas principales: una etapa de potencia y una etapa de control. En la etapa de potencia se reemplazaron los componentes pasivos por sus equivalentes ideales y las resistencias parásitas mas importantes. Por ejemplo, los condensadores fueron reemplazados por un condensador más una resistencia serie. El modelo del controlador PWM que fue creado a partir de la hoja de datos, y la redo de compensación forman la etapa de control. Esta implementa un lazo de control de voltaje y un circuito de balance de corriente. Funciones de seguridad fueron omitidas. Se realizaron pruebas en DC y transitorios en el circuito real para ajustar el modelo de simulación. En DC o estado estable el logro más importante fue la implementación de la pendiente dinámica en la tension de salida, que es proporcional a la corriente total de salida. Se logró un comportamiento similar en el balanceo de corriente entre las fases y la tensión de salida ante cambios en la tensión de entrada. En las medidas v transitorias, se compararon las formas de onda y se obsevó un comportamiento similar aunque parámetros específicos como sobrepaso, tiempo de subida, etc. no pudieron ser totalmente ajustados. Este modelo es útil para estudiar el comportamiento del circuito en estado estable. Debido a la falta de fidelidad en respuesta transitoria, no es recomendable realizar análisis transitorios; para tal fin se requiere de un nivel de descripción más detallado dentro del modelo de simulación. | |
| dc.description.abstractenglish | This work is mainly focused on the development of a simplified simulation model for a multiphase Buck converter, based on a real circuit, which uses a PWM controller. The circuit is implemented on a board and has the main requirements of a dc/dc converter for PC applications. It uses passive components in the input and output filters; drivers and power MOSFETs in the conversion stage and a PWM Multiphase Buck controller (ADP3168) programmable through capacitors and resistors. The Controller regulates the output voltage of the circuit using PWM pulses to change the duty cycle of the power MOSFETs. The simulation model was built using ideal and behavioral Pspice® components like operational amplifiers, resistors, capacitors, etc. and it is formed by two main stages: a power stage and a control stage. The power stage replaces all passive components by equivalents plus main parasitic resistances; for instance, a capacitance and a series resistance represent the output capacitors. The PWM controller model that was created using the datasheet and the compensation network form the control stage. It implements a voltage mode control loop and a Current Balancing circuit. Secondary security functionalities were omitted. DC and transient measurements were carried out on the real circuit in order to make adjustments to the simulation model. On DC measurements, the most important achievement is the implementation of a dynamic output voltage depending on the total output current. Current sharing and output voltage versus input voltage also have a similar behavior to measurements. On transient measurements, comparison between the waveforms of the simulation and real circuit are mainly similar, but small parameters like Overshoot, Undershoot, etc. could not be matched. iii Detailed transient analysis cannot be carried out using this model since the accuracy of the results cannot be granted. Nevertheless, it is possible to use the model to analyze the behavior of the control stages in a multiphase buck converter versus high and low currents, input voltage, frequency of operation, etc. | |
| dc.description.degreelevel | Pregrado | |
| dc.description.degreename | Ingeniero Electrónico | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.instname | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.identifier.reponame | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.identifier.repourl | https://noesis.uis.edu.co | |
| dc.identifier.uri | https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/16548 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.publisher.faculty | Facultad de Ingenierías Fisicomecánicas | |
| dc.publisher.program | Ingeniería Electrónica | |
| dc.publisher.school | Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones | |
| dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
| dc.rights.license | Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 | |
| dc.title | Concepcion y modelado de una fuente de bajo voltaje dc/dc en topologia de convertidor multifase de buck (layout, medidas y simulacion) | |
| dc.title.english | N/a | |
| dc.type.coar | http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce | |
| dc.type.hasversion | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
| dc.type.local | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado |