Design of micro-transformer in monolithic technology for high frequenciesfFly-back type converters

• Autorzy: Abdeldjebbar A. , Hamid A. , Guettaf R. , Melati R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.08.22

Warianty tytułu

PL

Projekt wysokoczęstotliwościowego mikrotransformatora w zastosowaniu do przekształtników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work presented in this article concerns the design of micro-transformer in Monolithic Technology for High Frequencies comprised of planar type coil and a magnetic circuit made of several layers of materials. This micro-transformer will be integrated into a micro-converter of type Fly-back. The Mohan method for determining the geometric parameters and the use of S-parameters for the calculation of technological parameters was chosen. The electrical model in π presented, perfectly summarizes the various parasitic effects generated by stacking layers of different materials constituting the micro-transformer. The study of electromagnetic effects allowed us to show the role of ferrite, which is used to confine the magnetic field lines and minimize disruption of the neighbor ship. To validate dimensioning of the geometrical and technological parameters, we have simulated with the help of the software PSIM 6.0, the equivalent electrical circuit of the converter containing the electrical circuit of the dimensioned planar micro-transformer.

PL

W artykule zaprezentowano projekt planarny wysokoczęstotliwościowy mikrotransformator w technologii monolitycznej. Do projektowania geometrii wykorzystano metodę Mohana a do projektu technologii wykorzystano metodę S-parameters. Właściwości zaprojektowanego transformatora analizowano metodami symulacyjnymi.

Słowa kluczowe

EN

flyback converter; planar micro-transformer; s-parameters; inductive element; passive

PL

mikrotransformator planarny; przekształtnik flyback

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 8
• Strony: 85--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz. rys., tab.

Twórcy

autor

Abdeldjebbar A.

• Laboratory of Applied Power Electronics (LEPA), University of Sciences and Technology Mohamed Boudiaf of Oran (USTO-MB), ALGERIA

autor

Hamid A.

• Laboratory of Applied Power Electronics (LEPA), University of Sciences and Technology Mohamed Boudiaf of Oran (USTO-MB), ALGERIA

autor

Guettaf R.

• University Center Nour Bachir of El Bayadh, ALGERIA

autor

Melati R.

• Laboratory of Applied Power Electronics (LEPA), University of Sciences and Technology Mohamed Boudiaf of Oran (USTO-MB), ALGERIA

Bibliografia

• [1] KhamisYoussouf. "Modélisation des transformateurs planaires intègres. Optics / Photonic".Université Jean Monnet-Saint- Etienne, 2014.France.
• [2] Dagal Dari Yaya. "Conception, réalisation et caractérisation d'inductances planaires à couches magnétiques", Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2013. France.
• [3] BENJAMIN VALLET "Étude et conception d'une nouvelle alimentation à découpage à transfert d'énergie mixte basée sur un composant passif LCT intégré" Université Joseph Fourier 2008
• [4] Abdelhadi BESRI "Modélisation analytique et outils pour l’optimisation des transformateurs de puissance haute fréquence planars" 26 mai 2011université De Grenoble
• [5] TrungHieu TRINH "Réseaux de micro convertisseurs, les premiers pas vers le circuit de puissance programmable" 09 Janvier 2013.
• [6] Fred C. Lee and J. D. van Wyk "IPEM-Based Power Electronics System Integration", Journal of Electrical Engineering www.jee.ro
• [7] R. Melati, A. Hamid, F. Baghdad, F. Taibi, "Simulation d’une micro bobine", Département d’Electrotechnique, Faculté de Génie Electrique, Université des sciences et de la technologie d’Oran (USTO). 4èmeConférence Internationale sur l’Electrotechnique ICEL'09, 10-11 Novembre 2009.
• [8] ShwetabhVerma and Jose M. Cruz "On-chip Inductors and Transformers", December 1999.
• [9] Fu Keung Wong, B. Eng, M. Phil, "High Frequency Transformer for Switching Mode Power Supplies", School of Microelectronic Engineering, Faculty of Engineering and Information Technology, Griffith University, Brisbane, Australia, March 2004
• [10] V. Boyer, N. Godefroy, "Alimentation à découpage Flyback", M1-IUP GEII, Université Joseph Fourier IEEE.
• [11] M. Derkaoui, A. Hamid,T. Lebey, R. Melati, " Design and Modeling of an Integrated Micro-Transformer in a Flyback Converter", Telecommunication, Computing, Elctronics and Control, Telkomnika, Scopus Vol. 11, N° 4, pp. 669~682, December 2013. ISSN: 1693-6930. journal.uad.ac.id/ HYPERLINK "Chap5.pdf"index.php Hyperlink Chap5.pdf"/Telkomnika/article/view/1785
• [12] D. M. Pozar "Microwave Engineering", Second Edition. JohnWiley and Sons Inc., 1998, pp.19-20, pp. 182-250.
• [13] S. Mohan, C.P.Yue, M. del Mar Hershenson, S. Wong, and T.H. Lee, "Modeling and characterization of on-chip transformers," International Electron Devices Meeting 1998, Technical Digest, IEEE, 1998, pp. 531-534.
• [14] Sunderarajan,S.Mohan"the design modeling and optimization of on-chip inductor and transformer circuits" December 1999.
• [15] C Alonso "Contribution à l’optimisation, la gestion et le traitement de l’énergie", Université PaulSabatier – Toulouse III. 2003.
• [16] X.Margueron "Elaboration sans prototypage du circuit équivalent des transformateurs de type planar" ,Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, Université Joseph Fourier, 23 octobre 2006.
• [17] A. Duluzaux, “Pertes supplémentaires dans les conducteurs pour forte intensité par effet de peau et de proximité ”, Collection Technique de Schneider Electric, Edition N° 83, pp. 4-19, Janvier 1977
• [18] R. Thüringer "Characterization of Integrated Lumped Inductors and Transformers",Wien University, April 2002.
• [19] AndreasWeisshaar "Analysis and Modeling of Monolithic On- Chip Transformers on Silicon", June 10, 2005.
• [20] Y. K. Koutsoyannopoulos, "Systematic Analysis and Modeling of Integrated Inductors and Transformers in RF IC Design", Analog and Digital Signal Processing, vol.47, no. 8, august 2000 699.
• [21] D. Kehrer"Design of Monolithic Integrated Lumped Transformers in Silicon-based Technologie sup to 20 GHz", Wien University, December 2000.
• [22] XuDaoxian "Characterization and modeling of Micro-wave spiral ransformers and inductors", Peking University, China, 2005.
• [23]"Stacked Inductors and Transformers in CMOS Technology",ieee journal of solid-state circuits, vol. 36, no. 4, april 2001
• [24] JosepCabanillas Costa "Analysis of Integrated Transformers And its Application To Rfic Design", Barcelona, Octubre 2002.
• [25] Philippe Artillan "Conception, modélisation et réalisation de composants inductifs intégrés pour alimentations de faible puissance et micro systèmes ",27 novembre 2008l'Université de Toulouse
• [26] Bastien ORLANDO "Conception, Réalisation et Analyse de Micro-Inductances Intégrées avec Matériaux Ferromagnétiques Doux", Soutenue le 5 Février 2007 à Limoges
• [27] J .Y.s Le Chenadec "Alimentation à découpage, Etude, dimensionnement des alimentations à découpage usuelles", Lycée Louis Armand, Strasbourg 22octobre2001 .
• [28] Alberto M Pernía, Miguel J Prieto, Juan M Lopera. "High Power Density DC/DC Converter Using Thick-Film Hybrid Technology" Universidad de Oviedo. Campus de Viesques. Gijón (Asturias). Spain.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).