Integrated inductor optimization for Power Supply on Chip

Abstract

A todos mis compañeros, por haber hecho no sólo soportable, sino disfrutable, el camino. A los compañeros del máster, especialmente a Carlos, por convertir Madrid en el punto de unión entre dos tierras castellanas. A los compañeros del despacho, tanto a los que ya no están entre nosotros como a los que, por desgracia, aún no han podido irse. A los compañeros del grupo de óptica, que creen que pW significa poderosísimos vatios.A mis colegas irlandeses, en especial a Ruaidhrí, que añadieron a mi dificultad para memorizar nombres la dificultad para escribirlos.A los técnicos del departamento. Especialmente a little Jesus, por enseñarme a soldar, y a big Jesus, por enseñarme a resoldar.A mis tutores. A Pablo por haber iniciado esto y a Cristina por haberlo terminado.A mis padres, que creyeron que estaba eligiendo una vida monacal y tuvieron que lidiar con la apostasía.A Alba, por haber encontrado a un ingeniero tan guapo, tan alto, tan inteligente y tan divertido, y aún así haberse quedado conmigo. Sigues siendo la mejor parte de mí, que soy tu peor parte.

Comprehensive Design Procedure for Racetrack Microinductors

“…Using the inductance models presented in [7], [10], [11], [12] and [13], the total inductance L of the device can be calculated as the sum of four terms (3): the inductance due to the presence of the core L core , calculated as the squared number of turns N divided by the reluctance of the core (4); the inductance of the spirals outside the core L spiral (5); the self inductance of the straight wires under the core L w,self (6); and the mutual inductances of the straight wires under the core L w,mutual (7).…”

“…Thus, the maximum allowable area is fixed for a given design. Additionally, as already studied in [10], the largest area always yields the lowest losses, so the selected device area, D Area , can be set to that maximum value, D Area,max .…”

“…Although the advantages of microinductors are clear, they come with the added difficulty of design complexity, derived from the high number of freedom degrees. In this regard, the design procedures are still not well developed [9], and so, new designs are mostly done by the comparison of thousands of possible parameter combinations, selected by multi-objective optimization methods, as in [8] and [10]. Whilst these methods allow the design of the optimum inductor, the amount of data needed makes it hard to integrate the process in the design of the whole power converter.…”