Convertitore DC-DC completamente integrato che utilizza oscillatori LC di classe D accoppiati elettromagneticamente

Study of a Fully Integrated DC–DC Converter Using Electromagnetically Coupled Class-D LC Oscillators

In questa tesi, inizialmente, sono stati analizzati brevemente i principali metodi di energy harvesting ed evidenziati i loro vantaggi e svantaggi; poi, sono state revisionate le topologie base dei convertitori dc-dc integrati e le implementazioni attuate a migliorarne le prestazioni. Dopodiché, è stata analizzata teoricamente una nuova topologia di convertitore dc-dc basato su due oscillatori LC di classe-D accoppiati elettromagneticamente. Infine, questo è stato progettato in modalità boost perchè fosse in grado di erogare al carico 50 mW. È stato implementato con la tecnologia CMOS-FDSOI da 22 nm fornita da GlobalFounderies. Il convertitore è stato progettato in modo tale che le perdite di commutazione e di conduzione siano bilanciate tra loro, così da ottenere la massima efficienza. Grazie all'uso degli oscillatori, la frequenza di commutazione del convertitore può raggiungere i 3 GHz, questo risultato non è raggiungibile nelle altre topologie dove la frequenza al massimo si arriva a qualche centinaia di mega-hertz. Anche se non è stato realizzato il layout del convertitore, il fatto che risuoni ad una frequenza dell'ordine dei giga-hertz consente di realizzare dei componenti passivi molto scalati e quindi che esso occupi un area ridotta.