Régulateurs "Waterfall" : une nouvelle topologie énergétique pour l'électronique

Ce travail décrit une nouvelle topologie d'alimentation qui apporte des bénéfices aux dispositifs portables et aux composants électroniques à faible consommation. À l'autre extrémité du spectre, il serait également applicable aux systèmes à tension de bus plus élevée, tels que les panneaux solaires et les véhicules électriques, qui doivent décomposer des tensions plus élevées en domaines utilisables. La nouvelle topologie, que nous avons nommée Waterfall regulator, est décrite dans le présent travail et nommée ainsi pour ses caractéristiques saillantes rappelant une chute en cascade. Ce dispositif ouvre de nouvelles perspectives pour les systèmes à très basse consommation, basse tension et courant faible. Le mode de fonctionnement consiste à diviser une source d'alimentation brute en plusieurs domaines de tension, qui peuvent ensuite être utilisés pour alimenter les éléments individuels d'un système ou plusieurs unités indépendantes. Nous décrivons ici le premier rapport sur la réussite de la version de recyclage de l'énergie de ce nouveau système. Le dispositif se caractérise par une série de régulateurs de tension à faible chute et de circuits de déversement de courant (pass MOSFET). Le régulateur partage le courant qui traverse sa charge respective et complète le courant du stade suivant par un déversoir de courant, selon les besoins. Le contrôle s'effectue via une architecture de contrôle en cascade et peut être étendu à des périphériques d'ordre supérieur.This work described a new power supply topology that benefits portable device and low power electronics. At the other end of the spectrum, it is also applicable to higher bus voltage systems like solar panels and electric vehicles that must split higher voltages into usable domains. The new topology, which we named waterfall regulator, is describe herein and named as such for its salient features reminiscent of a waterfall. It opens up a new realm of possibilities for supra low power, low voltage and low current systems. The mode of operation consists of splitting a raw supply source into smaller voltage domains which can then be used for powering individual element of a system or powering multiple independent units. We describe here the first report of successful energy recycling version of this novel system. The devices are composed of a series of low dropout voltage regulators and current spillways circuits (pass MOSFET). The regulators share current passing thought their respective load and supplement current through a current spillway as required. Control is achieved through a cascade architecture and can be scaled up to higher order devices