单周期CRM PFC转换器的零交越失真优化设计

为降低总谐波失真提高电源效率,基于单周期临界导通功率因数校正(PFC)转换器,研究了零交越失真现象的优化设计方法．采用周期性自启动定时电路,不论电感电流是否下降到零,及时触发新的开关周期,以避免由于电感反向漏电所引入的导通延迟,从而降低了零交越失真和总谐波失真;在辅助绕组和振荡器之间引入可调分流电阻,对电感电流进行实时监控,调整振荡器输出波形斜率,以控制PWM关断时间,有效改善输入电压零交越点附近的失真现象．输入线电压频率越高,优化效果越好．在50Hz 220V_AC条件下,输入电流为120mA,输出功率为36W,测得优化后的PFC转换器总谐波失真(THD)仅为3.8％,功率因数为0.988,负载调整率为3％,线性调整率小于1％,效率达到97.3％．理论和测试结果均表明: 当交流输入线电压接近零值时,优化后系统的零交越失真及THD得到了有效降低,有效芯片面积为1.61mm×1.52mm．     

程控音频OCL功率放大器的设计

程控音频OCL功率放大器将单片机与音频OCL功率放大器结合起来,具有小型化、低噪声、低功耗、电源利用率高等优点。采用双电源供电方式的OCL功放电路,输出端直流电位为零,由于没有输出电容,低频特性很好,扬声器一端接地,一端直接与功放输出端相接。单片机具有功耗低、功能强和可在线编程控制等显著优点。经调试该电路工作稳定,可对20Hz～22KHz频段的交流信号无失真放大,输出功率不低于7.5W,在输出功率以及功放增益、整机效率方面均满足设计要求。     

基于UC3854高功率因素整流器的设计

分析了由UC3854来实现一个通用交流输入得到固定的直流输出的300W整流器,首先阐述了有源功率因数校正器（APFC）UC3854的工作原理和结构,重点介绍了电磁干扰滤波器和控制电路的设计。通过实验表明,有源功率因数校正器能将输入范围为85-265V的通用交流电压得到固定的400V直流电压输出;最后,通过基于UC3854功率因数整流器仿真实验表明,其功率因数接近0．99,而且总谐波失真达到低于5％。     

双环控制单周期PFC转换器高层次模型及电路

为简化设计过程,提高电源效率,采用Simulink拓扑结构和线性化方法,基于双环动态转移控制函数,建立了单周期、临界控制模式升压型功率因数校正转换器的高层次模型．电压环路提供低频稳定性以获得低的总谐波失真,电流环路改善高频动态特性．根据系统模型,采用Sinomos 1.0μm 40V CMOS工艺完成了功率因数校正的电路设计和验证．测试结果表明,在V_DD为15V,V_INV为2V, V_ZCD为2V的条件下,功率校正因数可达到0.988,总谐波失真为3.8％,稳定工作时电流仅为2.43mA．双环控制系统能够有效地实现单周期控制,提高系统的稳定性和动态响应速度,体现了高性能电源管理芯片的特点．     

一种新型低压COMS四象限模拟乘法器

一种新型低压CMOS四象限模拟乘法器以源衰减器和全差分电流传输器(FDCC )为核心,当电源电压为±1.5V时,电路功耗小于75μW.该乘法器电路具有较好的线性输入范围,达到±1V,当输入电压范围限于±0.8V时,非线性误差小于0.6%,-3dB带宽约为10MHz.     

单相正弦波变频电源设计

基于SHM1150II芯片设计频率响应宽、信号失真小的功放电路,利用STC单片机进行处理,实现了一种便于蓄电池供电、现场携带的低功耗、低成本、低畸变、高可靠性的单相正弦波变频电源.该变频电源具有过流保护及测量显示功能,频率在1Hz～200Hz范围内可调,输出电压有效值为15V～36V可调,输出的正弦波质量高,失真度小于...     

电网谐波分析与滤除系统的研制

论述了电网谐波分析与滤除系统的结构、原理和功能,阐述了谐波的检测与分析、系统控制信号的计算与产生。系统主电路是1个混合有源滤波器,系统软件包括基波及各次谐波的检测、统计分析、历史数据查询和报警等模块。系统采用快速傅里叶变换进行谐波分析,并提出一种改进规则采样法对混合有源滤波器进行谐波跟踪控制。实验结果表明,系统对各电量的检测误差均小于2％,三相电压总畸变率由滤波前的10．5％,11．3％和11．7％下降到滤波后的3．9％,4．2％和4．4％,三相电流总畸变率由滤波前的26．2％,25．7％和25．8％下降到滤波后的7．9％,6．9％和7．4％。     

2.5~2.7 GHz高效率低谐波失真的功率放大器

基于InGaP/GaAs HBT工艺设计了一款工作频段为2.5～2.7 GHz的高效率低谐波失真的功率放大器.该功放通过在输出匹配网络中引入多个LC谐振网络组合有效抑制了在负载处的高次谐波能量,进而提高了效率.仿真结果表明,该功率放大器在4.5 V的供电电压下,可以在2.5～2.7 GHz工作频率范围内实现37.6 dB的高增益输出,饱和输出功率可达32 dBm以及对应大于36%的功率附加效率(PAE),二次和三次谐波都小于-60 dBc.     

T型三电平逆变器在不间断电源中的实现

针对两电平不间断电源（UPS）输出电压总谐波畸变率高的问题,本文设计的单相T型三电平不间断电源有效的降低了输出电压总谐波畸变率。首先根据开关频率和电压应力的要求,对T型三电平逆变器的开关器件和LC滤波器进行了硬件设计。然后,在开关函数模型中加入零电平电压,使逆变器输出三电平电压,有效的减少了输出电压中谐波的含量。最后,通过MATLAB/SIMULINK的仿真和6 kW不间断电源样机在阻性负载、非线性负载下的实验;得到了实验波形和0.23%的输出电压总谐波畸变率,结果验证了硬件设计的正确性,输出电压总谐波畸变率低于IEEE标准中5%的要求。     

1V开关电容带通滤波器的设计

设计完成了一基于开关运放(switchedopamp)技术的全差分开关电容(SC)带通滤波器.其电源电压为1V,采样频率为5MHz,品质因数为8,中心频率为833.33kHz.滤波器中的可关断运算放大器采用了新的共模反馈电路,降低了电路的复杂性;该设计采用了TSMC0.35μm工艺模型,仿真表明滤波器在低至0.9V的电压下仍能够正常工作.     

一种衬底驱动的0.5V全差分运算放大器

为了满足当今对低压低功耗电路的需求,设计了一种工作在0.5V电源电压环境的全差分运算放大器．电路使用了由衬底驱动的输入级和工作在亚阈值区的输出级,并利用交叉耦合输入晶体管的结构产生负跨导来提高增益．采用0.18μm的CMOS工艺,阈值电压约为0.5V的器件模型．Hspice仿真结果表明:直流增益为60dB,单位增益带宽为5.4MHz,功耗为138μW．     

低功耗无片外电容的低压差线性稳压器

设计了输出电压为3.3 V,最大输出电流为100 mA的无片外电容低压差线性稳压器（LDO）.该芯片采用并行结构的微分器和大米勒电容,通过比例调节和微分调节结合的方式,利用微分器电路在瞬间提供大的转换电流,克服了无片外电容LDO在负载和电源电压变化时输出电压跳变过大的问题.芯片采用CSMC公司0.5 μm工艺模型设计,并经过流片.测试结果表明,在5 V工作电压下,当负载电流从100 mA在1 μs内下降到1 mA时,输出电压变化小于600 mV;电路的静态电流小于4.5 μA.测试结果验证了电路设计的正确性.     

低电压低功耗伪差分两级运算跨导放大器设计

为了满足电池供电设备低功耗、低电压的要求,提出一种用于超低电压和低功率混合信号应用的、基于米勒补偿的两级全差分伪运算跨导放大器(OTA).该放大器电路使用标准的0.18μm数字CMOS工艺设计,利用PMOS晶体管的衬体偏置减小阈值电压,输入和输出级设计为AB类模式以增大电压摆幅.将输入级用作伪反相器增强了输入跨导,并采用正反馈技术来增强输出跨导,从而增大直流增益.在0.5 V电源电压以及5 pF负载下对放大器进行模拟仿真.仿真结果表明,当单位增益频率为35 kHz时,OTA的直流增益为88 d B,相位裕量为62°.与现有技术相比,所提出的OTA品质因数改善了单位增益频率和转换速率,此外,其功耗仅为0.08μW,低于其他文献所提到的OTA.     

一种增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器

为了同时满足无限局域网(wireless local area network,WLAN)和新一代无限保真(wireless fidelity,WIFI)无线通信标准,设计实现了一款增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器(dual-band low noise amplifier with multiple gain-tunability,MGT-DBLNA).输入级采用串-并联谐振滤波网络以实现双频段输入匹配.放大级采用可调谐的有源电感作负载和偏置电压可变的电流复用结构,一方面,可通过调节有源电感的外部偏压和偏置电路的电压2种不同方式,对MGT-DBLNA的增益进行单独或联合调节,另一方面降低了功耗.输出级采用由电流镜以及共集电极放大器构成的可控缓冲器,可实现增益的进一步调节.基于WIN 0.2μm Ga As HBT工艺库进行验证,结果表明:在不同工作频率2.4、5.2 GHz下,MGT-DBLNA的增益(S21)可分别在3.9~12.3 d B、12.6~20.2 d B范围内调节;输入回波损耗(S_(11))与输出回波损耗(S_(22))均小于-10.0 d B;噪声系数(noisefigure,NF)小于3.4 d B;在5.0 V的工作电压下,静态功耗小于20.0 m W.所提出的MGT-DBLNA不仅实现了增益的大范围调节,同时也降低了功耗.     

一种对负载不敏感的高功率平衡功率放大器

针对卫星通信终端,采用功率合成架构设计了一个高输出功率的平衡功率放大器。功率合成架构通过在两路放大器的输出匹配网络中引入±45°的相移,可使该平衡功率放大器具有对负载失配容忍度更高和对负载变化不敏感等特性。该平衡功率放大器采用InGaP/GaAs HBT工艺,工作电压为5 V。测试结果表明:在1.5~1.7 GHz频段内的增益为32 dB左右,饱和输出功率为38 dBm,功率附加效率为43%,当负载失配时仍能保持良好的射频特性。     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

高精度可编程恒流驱动白光LED芯片设计研究

实现了一种高精度可控白光LED恒流驱动芯片的设计．使用自动调零技术在内部集成了自动调零运算放大器,并采用外接电阻和使能设计控制恒定LED驱动电流,可在2.9 V到4.4 V的工作电压范围内提供3个不同的恒定驱动电流,最大驱动电流可达1 A．测试结果表明,当驱动电流从200 mA变化到800 mA时,外接电阻电流和LED驱动电流之比变化小于2.3％; 电源电压跳变±10％的情况下,800 mA的驱动电流变化小于0.46％．     

基于65-nm CMOS工艺的W波段两路电流合成型功率放大器的设计

采用三级差分共源结构设计了一种基于65-nm CMOS工艺的W波段功率放大器,并利用两路电流型功率合成结构进行功率合成以提升输出功率.为了同时实现单差分转换、阻抗匹配、直流供电,匹配网络采用变压器结构.仿真结果显示,在1 V的电源电压下,该功率放大器的小信号增益为12.7～15.7 dB,3-dB带宽为84～104 GHz,饱和输出功率为14.6 dBm,峰值功率附加效率为9.7%.该功率放大器具有良好的大信号性能,且芯片的核心面积仅为0.115 mm~2.     

恒流LDO型白光LED驱动芯片的设计研究

完成了一种具有极低脱落电压(LDO)的白光LED恒流驱动芯片的设计．利用一级温度补偿和二次比例电阻分压技术在内部集成了0.75V带隙基准源,可在2.7V到7.0V的工作电压范围内提供350mA的恒定驱动电流．当环境温度从-10℃到100℃变化时,驱动电流变化小于5.06%;电源电压有±10%跳变的情况下,驱动电流变化小于±0.8%;最小脱落电压可达120mV;控制电路功耗小于1.75mW,整个电路转换效率可达75%．