امروزه پایین آوردن ولتاژ منبع تغذیه مدارهای دیجیتال جهت کاهش توان مصرفی و همچنین پیاده سازی سیستم های عملی در داخل یک تراشه مورد نظر می باشند. با توجه به آنالوگ بودن اکثر سیگنال های عملی نیاز به ساخت مبدل های آنالوگ به دیجیتال در داخل یک تراشه توام با مدارهای دیجتال در ولتاژهای پایین ضروری است. از طرفی در اکثر کاربردهای مخابرات باسیم و بدون سیم نیاز به مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و با دقت بالا می باشد. مدولاتورهای سیگما- دلتا جهت کاربردهای دقت بالا و همچنین سرعت های متوسط کارآیی چشمگیری از خود نشان می دهند. در این مقاله، طراحی این نوع مدولاتورها در سرعت های بالا و ولتاژ بسیار پایین و همچنین دقت بالا مورد بررسی قرار خواهند گرفت. یک نوع مدولاتور با ساختار جدید برای کاربردهای سرعت بالا و ولتاژ پایین معرفی خواهد شد. نحوه طراحی ساختار این نوع مدولاتورهای به تفضیل مورد بررسی قرار می گیرد. یک تقویت کننده عملیاتی جدید برای پیاده سازی مدولاتور معرفی شده، پیشنهاد خواهد شد. نحوه طراحی سایر مدارهای لازم برای پیاده سازی مدولاتور در سطح مداری مورد بحث قرار می گیرند. مدولاتور مرتبه چهارم طراحی شده با نرخ نایکوئیست خروجی 2.5 مگاهرتز و دقت 15 بیت در ولتاژ منبع تغذیه 1.2 ولت با نرم افزارHSPICE شبیه سازی شده است. مقدار SNDRزیمم و محدوده دینامیکی آن در شبیه سازی مداری با در نظر گرفتن کلیه نویزهای مداری به ترتیب برابر با 90 و 92.5 دسیبل هستند. توان مصرفی آن در حدود 40 میلی وات است.

به طور کلی هر توکامک شامل چند سیم پیچ برای گرم کردن، به جلو راندن و محبوس کردن پلاسماست و معمولا لازم است تا جریان بسیار زیاد چند کیلو آمپری را در مدت زمان بسیار کوتاه از مرتبه چند میلی ثانیه از آن ها عبور داد. برای این منظور و همچنین پرهیز از اختلال ناشی از این جریان، بانک خازنی شارژ و بعد با استفاده از سوییچ های جریان بالا یا ایگنایترون، جریان در سیم پیچ ها تخلیه می گردد. در صورت عدم عملکرد مطلوب ایگنایترون لازم است تا ولتاژ خازن ها تخلیه شود. و برای این تخلیه نیز از کلیدهای مخصوصی به نام رله های ولتاژ بالا استفاده میشود. این کلیدها اگر از طراحی درستی برخوردار نباشند، ممکن است تا خود باعث بروز مشکلاتی شوند. بنابراین با توجه به مشکلاتی که رله های ولتاژ بالای اولیه در سیستم توکامک IR-T1 داشت، سعی شد تا رله های جدید به گونه ای طراحی شوند که از کارآیی مطلوب برخوردار باشند. در این راستا به عواملی از قبیل جنس و شکل جوشن ها، فاصله بین آن ها، طراحی بوبینی که به شکل مناسب جوشن بالایی را جذب کرده و سپس رله را رها کند توجه شد. همچنین اصلاحاتی نیز بر روی فرمان رله ها انجام گرفت.

در این مقاله یک مبدل چند ورودی با بهره بالا ارایه شده که با استفاده از روش های کلیدزنی نرم می توان بهره آن را افزایش داد. در این مبدل، از ترکیب ساختار سلف تزویج همراه با ضرب کننده ولتاژ به منظور افزایش ولتاژ استفاده شده است. برای کاهش استرس ولتاژ کلید اصلی ناشی از انرژی سلف نشتی و همچنین ارایه حالت کلیدزنی نرم، از مدار کلمپ فعال استفاده شده که با ترکیب این دو روش کلیدهایی با استرس ولتاژ پایین و در نتیجه رسانایی کم می توانند استفاده شوند. برای طراحی مبدل چند ورودی با بهره بالا ابتدا ساختار و عملکرد مبدل پیشنهادی به طور کامل تحلیل و بررسی شده است. روش طراحی دقیق مبدل به منظور عملکرد صحیح مبدل ارایه می شود و در انتها نتایج شبیه سازی برای حالت های مختلف درستی عملکرد مبدل را نشان می هد.

در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیره ایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضرب کننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدل های مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط کلیدزنی نرم در ولتاژ صفر برای کلید های مبدل به وجود آمده است. همچنین تنش ولتاژ بر روی کلید ها پایین است. کاهش تنش ولتاژ بر روی کلید های مبدل باعث کاهش مقاومت هدایتی کلیدها و بنابراین باعث کاهش تلفات هدایتی می شود. در این مقاله عملکرد اولیه مبدل به طور کامل تشریح شده و نتایج شبیه سازی و یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده برای ولتاژ ورودی 20 ولت و خروجی 400 ولت در توان 200 وات به طور کامل ارائه شده است.

در این مقاله طراحی و تحلیل یک مدار پیشنهادی مرجع ولتاژ Bandgap با استفاده از تکنیک های مداری برای حذف اثر دمایی و منبع تغذیه بر روی ولتاژ خروجی ارائه شده است. در این مقاله با اعمال تکنیک های مداری همانند مدار تأمین کننده ی جریان بیس برای مستقل شدن ولتاژ خروجی از پروسه ی ساخت و همچنین بکارگیری خازن بزرگ و آینه های جریان کسکود خود بایاس با سوئینگ بالا، نسبت رد منبع تغذیه بدون تاثیر بر چگالی طیفی توان، بهبود می یابد. نحوه عملکرد مدار پیشنهادی بر این اساس است که از آینه های جریان کسکود خود بایاس برای کاهش وابستگی به منبع تغذیه و حذف ولتاژ بایاس استفاده شده است. همچنین از دو ولتاژ بیس امیتر به صورت سری برای کاهش اثر عدم تطابق ترانزیستورهای MOSFET، از خازن بزرگ برای حذف اغتشاشات خارجی و بهینه سازی ابعاد ترانزیستورها برای کاهش چگالی طیفی توان نویز خروجی در تحقق آن بکار گرفته شده است. مدار پیشنهادی توسط نرم افزار ADS شبیه سازی شده و ولتاژ خروجی مدار مرجع حدود 2/1 ولت می باشد. همچنین اندازه ی قدر مطلق نسبت رد منبع تغذیه و چگالی طیفی توان نویز خروجی مدار در فرکانس 100 هرتز به ترتیب برابر dB 94/109 و nv/√ Hz 072/3 بدست آمده است. در بازه ی دمایی ℃ 40-تا ℃ 120، تغییرات دمایی ولتاژ خروجی برابر ppm/℃ 3/28 به دست آمده است. از این مرجع ولتاژ می توان در دستگاهها و تجهیزات الکترونیکی و مخابراتی استفاده کرد.

در پژوهش حاضر، تغییر شکل قطره ی هسته-پوسته تحت تاثیر میدان الکتریکی ولتاژ بالا مورد بررسی قرار گرفته است. برای تولید این نوع قطره از دو نازل هم محور استفاده شده است. سیالات به کار رفته در این پژوهش روغن ترانسفورمر و آب مقطر به ترتیب به عنوان پوسته و هسته می باشند. برای تولید میدان الکتریکی نیز از دو صفحه ی مسی موازی متصل به دستگاه تولید کننده ی اختلاف پتانسیل بالا استفاده شده است. با افزایش اختلاف پتانسیل الکتریکی و در نتیجه افزایش شدت میدان الکتریکی، زاویه ی انحراف قطره افزایش پیدا می کند. در اختلاف پتانسیل الکتریکی بیش از 8 کیلو ولت، هسته تحت تاثیر میدان الکتریکی دچار شکست شده و تغییر شکل متفاوتی خواهد داشت. بعد از جدایش قطره درونی از قطره بیرونی، قطره بیرونی تحت نیروهای کشش سطحی و اینرسی شروع به بازگشت به شکل کروی می کند. قطره هسته-پوسته به علت سرعت اولیه به سمت الکترود مثبت، تمایل به حرکت در این جهت دارد. اما مقدار باقی مانده در داخل قطعه بیرونی به سمت مخالف حرکت می کند. در نهایت، قطعه بیرونی دوباره دچار تغییر شکل شده و کشیده می شود.

در این مقاله یک تقویت کننده ی کلاس-D به منظور راه اندازی بارهای پیزوالکتریک با در نظر گرفتن ملاحظات طراحی شامل بازده، خطی بودن و تداخل الکترومغناطیسی ارائه شده است. تقویت کننده کلاس-D با الگوی کلیدزنی مدولاسیون پهنای باند بر پایه ی تغذیه-باتری طراحی شده است. تقویت کننده ارائه شده علاوه بر تأمین توان و ولتاژ سطح بالا، به منظور جداسازی و کاهش اعوجاج از یک مبدل مستقیم-به-مستقیم جدای حلقه بسته بهره می برد. استفاده از مبدل منزوی علاوه بر جداسازی تقویت کننده از باتری، باعث می شود که دیگر مدارات متصل به باتری از اعوجاج تقویت کننده در امان بمانند. طبقه ی تقویت کننده کلاس-D از یک مبدل AC/DC تمام پل حلقه بسته جهت افزایش بهره و خروجی با اعوجاج کم بهره می برد. خروجی تقویت کننده کلاس-D کاملاً خطی بوده و بوسیله یک فیلتر میان گذرL-C، اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ خروجی به کمتر از 9/0 درصد کاهش یافته است. تقویت کننده موردنظر به طور دقیق در مدهای مختلف بررسی و عملکرد آن در شرایط مختلف کاری شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. جداسازی الکتریکی از منبع تغذیه، خطی بودن ولتاژ خروجی، سرعت پاسخ دهی بالا و پهنای فرکانسی مناسب از جمله مزیت های این تقویت کننده می باشد.