Thiết Kế PWM Cho Bộ Chuyển Đổi DC-DC Boost Trên Công Nghệ CMOS 180nm - Đồ Án Tốt Nghiệp

• Tác giả: Le Van Sy
• Người hướng dẫn: Vo Minh Huan, Assoc.
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Computer Engineering Technology
• Đề tài: Design a PWM for DC-DC Boost Converters on 180nm CMOS
• Loại tài liệu: Graduation project
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• ACKNOWLEDGEMENTS
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. The project's criticality
• 1.2. Aim of the study
• 1.3. Objectives
• 1.4. Research content
• 2. CHAPTER 2: LITTERATURE REVIEW
• 2.1. Comparator
• 2.2. Static characteristics
• 2.3. SINGLE-STAGE DIFFERENTIAL AMPLIFIER WITH ACTIVE LOAD
• 2.3.1. Structure and Operation Principle
• 2.3.2. Technical Parameters Analysis
• 2.4. PULSE WIDTH MODULATION
• 2.4.1. Basic PWM Techniques
• 2.4.2. Proposed Pulse Width Modulation Technique
• 2.5. DC-DC BOOST CONVERTER
• 2.5.1. Configuration for basic boost converter
• 2.5.2. Proposed Boost Converter Circuit
• 4. CHAPTER 4: CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ACRONYMS
• ABSTRACT

I. Giới thiệu

Đồ án 'Thiết kế PWM cho bộ chuyển đổi DC-DC Boost trên công nghệ CMOS 180nm' tập trung vào việc phát triển một phương pháp điều khiển PWM hiệu quả cho bộ chuyển đổi DC-DC Boost. Bộ chuyển đổi này có vai trò quan trọng trong các hệ thống điện tử, giúp nâng cao điện áp đầu ra so với điện áp đầu vào. Việc sử dụng công nghệ CMOS 180nm cho phép tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Đồ án này không chỉ nhằm mục đích cải thiện hiệu suất của bộ chuyển đổi mà còn giảm thiểu độ phức tạp trong thiết kế, từ đó tạo ra một giải pháp khả thi cho các ứng dụng thực tiễn.

1.1. Tầm quan trọng của dự án

Trong bối cảnh hiện nay, việc phát triển các bộ chuyển đổi năng lượng hiệu quả là rất cần thiết. Bộ chuyển đổi DC-DC Boost, với khả năng nâng cao điện áp, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử. Tuy nhiên, các bộ chuyển đổi truyền thống thường gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu suất cao và ổn định. Đồ án này nhằm mục đích khắc phục những hạn chế đó thông qua việc thiết kế một hệ thống PWM mới, sử dụng công nghệ CMOS để tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.

II. Thiết kế PWM

Thiết kế PWM cho bộ chuyển đổi DC-DC Boost là một phần quan trọng trong đồ án. PWM (Pulse Width Modulation) cho phép điều chỉnh điện áp đầu ra bằng cách thay đổi độ rộng xung. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu độ phức tạp trong mạch điều khiển. Việc áp dụng PWM trong bộ chuyển đổi DC-DC giúp tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống. Đặc biệt, việc sử dụng bộ điều khiển PWM dựa trên bộ so sánh 4 transistor giúp đơn giản hóa thiết kế và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.

2.1. Nguyên lý hoạt động của PWM

PWM hoạt động dựa trên nguyên lý điều chỉnh độ rộng xung để kiểm soát điện áp đầu ra. Khi điện áp đầu vào được điều chỉnh, PWM sẽ thay đổi độ rộng của xung để duy trì điện áp đầu ra ổn định. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu điện áp ổn định, như trong các thiết bị điện tử tiêu dùng. Việc sử dụng PWM trong bộ chuyển đổi DC-DC không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu độ phức tạp trong thiết kế mạch điều khiển.

III. Ứng dụng thực tiễn

Đồ án này không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có những ứng dụng thực tiễn rõ ràng. Bộ chuyển đổi DC-DC Boost với thiết kế PWM có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ các thiết bị điện tử tiêu dùng đến các hệ thống năng lượng tái tạo. Việc nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng sẽ góp phần vào việc phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường. Hơn nữa, việc sử dụng công nghệ CMOS 180nm trong thiết kế giúp giảm kích thước và chi phí sản xuất, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng trong các sản phẩm thương mại.

3.1. Tác động đến ngành công nghiệp

Việc áp dụng thiết kế PWM cho bộ chuyển đổi DC-DC Boost có thể tạo ra những thay đổi tích cực trong ngành công nghiệp điện tử. Các sản phẩm sử dụng công nghệ này sẽ có hiệu suất cao hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn, và từ đó giảm thiểu chi phí vận hành. Điều này không chỉ có lợi cho các nhà sản xuất mà còn cho người tiêu dùng, khi họ có thể sử dụng các thiết bị hiệu quả hơn với chi phí thấp hơn.