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Thèse soutenue

Microconvertisseurs de tension continu-continu pour des applications microsystèmes

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Auteur / Autrice : Noureddine Senouci
Direction : Francis Therez
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Sciences médicales
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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Ce travail entre dans le cadre du projet europeen barmint dont la finalite est la realisation d'un microsysteme pour une application medicale. Ce microsysteme sera implante a l'interieur du corps humain et aura pour tache la regulation de la tension arterielle du patient. C'est la realisation de la source d'alimentation miniaturisee de ce microsysteme qui nous incombe. Dans un premier temps, nous nous sommes interesses a l'etude des differentes approches permettant d'obtenir les niveaux souhaites de tension a partir du niveau 3,5 v. Une solution basee sur l'integration de convertisseurs dc-dc avec leur boucle de commande a ete retenue. Pour eliminer les perturbations provenant de la sortie des cellules photovoltaiques, nous avons propose l'integration d'une boucle de commande basee sur un principe de controle sur un cycle que nous avons complete avec une technique de controle de courant maximum et appliquee pour la premiere fois sur un convertisseur boost. Pour valider ce principe, nous avons realise avec succes en full custon un premier prototype n'integrant qu'un seul convertisseur avec une telle boucle de commande. Une fois ce principe valide, nous sommes passer a la realisation de l'asic complet. Ce dernier comporte un convertisseur dc-dc avec sa boucle de commande pour fournir la sortie de 5 volts avec un courant de 130 ma et deux convertisseurs mis en configuration parallele avec leur boucle de commande pour delivrer la sortie de 60 v. Cette boucle integre egalement un circuit d'economie d'energie n'actionnant les convertisseurs que si l'etat du patient le necessite. Cet asic comprend egalement un circuit de pompe de charge permettant de fournir une sortie de 5 volts a partir de la tension d'entree (3. 5 v) pour alimenter les differents blocs des boucles de commande. L'asic complet occupe une surface silicium de 17. 5 mm#2. Une deuxieme partie de notre travail concerne l'integration d'une bobine sur silicium. Dans ce cadre, nous avons effectue des depots de l'alliage fer/nickel sur silicium ainsi que leur caracterisations.