Original title: Vysokonapěťové struktury pro galvanickou iziolaci v integrovaných obvodech
Translated title: High-Voltage Structures for Galvanic Isolation in Integrated Circuits
Authors: Ptáček, Karel ; Husák, Miroslav (referee) ; Zemánek, Miroslav (referee) ; Boušek, Jaroslav (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2020
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tato dizertační práce představuje novou techniku laterární rezonanční vazby, která je využita v návrhu galvanicky izolovaného posouvače úrovně, který je následně implementován v 800 V půlmůstkovém kontroléru pro průmyslové aplikace. Ve srovnání s tradičními galvanickými izolátory jsou výrobní náklady tohoto řešení nižší. Pro aplikace vyžadující vyšší úroveň galvanické izolace je popsán následný vývoj galvanicky izolovaného posouvače úrovně, který využívá pouze jeden galvanicky oddělený posouvač úrovní pro komunikaci v obou směrech, což výrazně snižuje plochu struktury izolátoru. Jako součást následného návrhu je představen galvanický izolátor který je schopen přenášet analogovou hodnotu napětí. Analogový izolátor byl testován v reálné aplikaci síťového spínaného zdroje jako náhrada standardního optočlenu. Tato konstrukce umožňuje integraci primárních a sekundárních obvodů v jednom pouzdře, což umožní snížit složitost a cenu spínaného zdroje. This Thesis introduces a novel lateral resonant coupling technique and discusses the design of an 800 V galvanically isolated translator which is subsequently utilized in the 800 V half bridge driver for industrial applications. The fabrication cost of this design is lesser in comparison with the currently widespread galvanically isolated translators. For applications that require a higher level of galvanic isolation, a follow-up development of the galvanically isolated translator is presented. This design utilizes a single galvanic isolator for communication in both, low-to-high and high-to-low, directions, which greatly reduces the area consumed by the isolator. As a part of the subsequent design, a galvanic isolator transmitting an analog value is introduced. The analog isolator has been tested in a real AC-DC converter application as a replacement of the standard opto-coupler. This design enables full integration of primary and secondary side controllers in a single package, thereby reducing the complexity and cost of the AC-DC converters.
Keywords: galvanické oddělení; Integrovaný obvod; spínaný zdroj napájení; vysokonapěťový posunovač úrovně.; vysoké napětí; galvanic isolation; high voltage; high voltage translator; Integrated circuit; level shifter; switch mode power supply; very large scale integration

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/192707

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-570812


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses