Návrh komparátorů pro snímání proudu pro automobilové čelní osvětlení

Abstract

Diplomová práce se zabývá problematikou snímání proudu na integrovaných spínačích měniče DC-DC s využitím komparátoru s referenčním proudem. V práci jsou rozebrány různé metody snímání proudu a důkladně je zde popsána metoda snímání proudu na spínači MOS s využitím referenčního tranzistoru o řádově menší šířce kanálu. Dále práce popisuje základní vlastnosti komparátorů a vhodnou metodiku pro návrh rychlého komparátoru pracujícího spojitě v čase. Rozsáhlejší část práce se věnuje návrhu bloků komparátorů pro snímání proudu na horním i spodním spínači na tranzistorové úrovni a prezentaci dosažených výsledků získaných simulacemi v prostředí Cadence Virtuoso. Závěrem jsou uvedeny simulace pro ověření funkce navržených bloků ve zjednodušeném systému měniče DC-DC typu buck.The diploma thesis deals with the problem of current sensing on integrated DC-DC converter switches using a comparator with reference current. Various current sensing methods are discussed in the thesis and a method of sensing current on a MOS switch using a smaller channel width reference transistor is thoroughly described. The paper also describes the basic properties of comparators and a suitable methodology for designing a fast comparator operating continuously in time. A major part of the thesis is devoted to the design of comparator blocks for current sensing at the top and bottom switches on the transistor level and presentation of the results obtained by simulations in Cadence Virtuoso environment. At the end, simulations are presented to verify the function of the designed blocks in a simplified buck DC-DC converter system.