Design of a constant on time control loop for a DC-DC buck converter

Power supply systems are required to sustain load variations and keep the regulated voltage within a certain tolerance. This project describes how to implement a control loop for DC-DC converter, its functionality is proved on a buck topology. The basic idea is to generate a pulse wave modulation (PWM) that has a good response compared to the variation of the load. The good response is obtained thanks to an interaction between two loops that change both the frequency and the on-time of the PWM. This allows a faster and higher energy injection through the LC filter. The circuit has been implemented and intensively simulated at the transistor level using a 120 nm technology.

I sistemi di alimentazione devono essere in grado di sostenere le variazioni di carico e mantenere la tensione regolata entro una certa tolleranza. Questo progetto descrive come implementare un anello di controllo per un convertitore DC-DC, la sua funzionalità è testata su una topologia buck. L’idea fondamentale à quella di generare un’onda modulante (PWM) che abbia una buona risposta rispetto alla variazione del carico. Questa si ottiene grazie ad un’interazione tra due loop che modificano sia la frequenza che il tempo di accensione della PWM. Ciò consente un’iniezione di energia più rapida e più elevata attraverso il filtro LC. Il circuito `e stato implementato e simulato a livello transistor, utilizzando una tecnologia CMOS con lunghezza minima di canale pari a 120 nm.