DESING OF BASE-BAND CIRCUITS FOR A PWM CONTROLLER IN A DC-DC BUCK CONVERTER IN CMOS TECHNOLOGY

Amaya Amaya, Over José; Muñoz López, Victor Hugo

DESING OF BASE-BAND CIRCUITS FOR A PWM CONTROLLER IN A DC-DC BUCK CONVERTER IN CMOS TECHNOLOGY

dc.contributor.advisor	Ardila Ochoa, Javier Ferney
dc.contributor.author	Amaya Amaya, Over José
dc.contributor.author	Muñoz López, Victor Hugo
dc.contributor.evaluator	Villarreal Solano, Ariel Yezid
dc.contributor.evaluator	Barrero Pérez, Jaime Guillermo
dc.date.accessioned	2024-11-14T19:47:35Z
dc.date.available	2024-11-14T19:47:35Z
dc.date.created	2024-11-13
dc.date.embargoEnd	2025-11-13
dc.date.issued	2024-11-13
dc.description.abstract	Este trabajo aborda el diseño de un circuito PWM analógico para un convertidor Buck DC-DC, realizado por el grupo de investigación OnChip. El grupo está trabajando en un nuevo microcontrolador en tecnología CMOS de 28 nm, donde la eficiencia energética es esencial para el rendimiento del sistema en chip (SoC). Se realizó la implementación de un circuito PWM a 2 MHz con una topología del generador de rampa diferente a la convencional, esta implementación se basa en una idea del estado del arte, pero se eligió una solución más simple. Esta topología mejora la precisión tanto en frecuencia como en amplitud, manteniendo un bajo consumo de potencia. Además, se introduce una metodología basada en un presupuesto de error para la frecuencia de conmutación y técnicas de trimming, lo que garantiza una alta robustez frente a variaciones PVT y MC. Los resultados de simulación muestran una variación de menos de ±5.2% sobre la frecuencia en PVT y un consumo de corriente de 114 μA, con un rango de [3.8%-98%] ciclo de trabajo. Las pruebas estadísticas revelan una variación 3σ de menos de ±4.5% en la frecuencia de conmutación. El impacto de esta investigación podría ser significativo para futuros proyectos del grupo OnChip, mejorando la eficiencia y optimizando la gestión de potencia en sistemas integrados.
dc.description.abstractenglish	This work addresses the design of an analog PWM circuit for a DC-DC buck converter, performed by the OnChip research group. The group is working on a new microcontroller in 28 nm CMOS technology, where power efficiency is essential for system-on-chip (SoC) performance. The implementation of a PWM circuit at 2 MHz with a ramp generator topology different from the conventional one was performed, this implementation is based on an idea of the state of the art, but a simpler solution was chosen. This topology improves both frequency and amplitude accuracy while maintaining low power consumption. In addition, a methodology based on an error budget for the switching frequency and trimming techniques is introduced, which ensures high robustness against PVT and MC variations. Simulation results show a variation of less than ±5.2% over frequency at PVT and a current consumption of 114 μA, with a range of [3.8%-98%] duty cycle. Statistical tests reveal a 3σ variation of less than ±4.5% at the switching frequency. The impact of this research could be significant for future OnChip group projects, improving efficiency and optimizing power management in embedded systems.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002219886
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/20.500.14071/44718
dc.language.iso	eng
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Electrónica
dc.publisher.school	Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rights	info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial 2.5 Colombia (CC BY-NC 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Controlador PWM
dc.subject	CMOS
dc.subject	Convertidor DC-DC Buck
dc.subject	Generador de rampa
dc.subject	Análisis de la variación de frecuencia
dc.subject	Eficacia
dc.subject.keyword	PWM Controller
dc.subject.keyword	CMOS
dc.subject.keyword	DC-DC Buck Converter
dc.subject.keyword	Ramp Generator
dc.subject.keyword	Frequency Variation Analysis
dc.subject.keyword	Efficiency
dc.title	DESING OF BASE-BAND CIRCUITS FOR A PWM CONTROLLER IN A DC-DC BUCK CONVERTER IN CMOS TECHNOLOGY
dc.title.english	DESING OF BASE-BAND CIRCUITS FOR A PWM CONTROLLER IN A DC-DC BUCK CONVERTER IN CMOS TECHNOLOGY
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado