Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Adan Simon-Muela
Direction : Corinne AlonsoVincent BoitierJean-louis Chaptal
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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La consommation de puissance des microprocesseurs embarqués ne cesse d'augmenter avec la multiplication des fonctions qu'ils doivent assurer. De plus, la réduction des dimensions des technologies en tout point, l'augmentation du nombre de transistors et leur fréquence de commutation sont de nouvelles contraintes à prendre en compte comme besoins spécifiques de consommation. Ainsi, les générations actuelles de microprocesseurs ont une forte consommation en courant sous une très faible tension (autour du volt) avec des transitoires contraignants proches de 500A/µs. Pour répondre aux sévères exigences énergétiques d'alimentation, les concepteurs de systèmes doivent placer le ou les convertisseurs DC-DC au plus près de la charge (convertisseurs nommés Point-of-Load) pour réduire les pertes de transmission et optimiser le transfert de l'énergie. Ces PoL placés au plus près de chaque circuit intégré à alimenter, sont à l'origine des architectures distribuées d'alimentation avec un ou plusieurs bus de tension intermédiaires les alimentant. Cette thèse est consacrée à la conception de PoL dédiés allant jusqu'à leur asociabilité pour augmenter les niveaux de courant délivrés à chaque charge. Le cahier des charges qui sert de référence de validation est celui des alimentations rapprochées des cartes mères des PC où régulateurs de tension (VRMs) qui englobent fort courant et faible tension de sortie ainsi que haute fréquence de découpage. A cet effet, les architectures entrelacées ou multi-phase sont une bonne alternative pour atteindre ces niveaux énergétiques si rigoureux. Traditionnellement, ces types de systèmes d'alimentation sont contrôlés avec une commande analogique. Cependant, les nouvelles générations de microprocesseurs exigent des performances plus élevées en même temps qu'une régulation plus précise. Alors, la commande classique analogique est de plus en plus remplacée par une commande numérique plus flexible et plus performante. Cette thèse s'intègre dans le cadre du projet régional LISPA où le LAAS et Freescale Semiconductor collaborent pour développer de nouveaux systèmes d'alimentations pour microprocesseurs de puissance.