一种应用于直流电压转换芯片的新型数字软启动电路

提出了一种新型的用于高效率、低功耗双模式直流电压转换器(DC-DC)芯片的数字软启动电路.该电路采用数字分频和电流限制电路相结合的设计方法实现了软启动的功能,避免了常规设计中使用大的启动电容,因此容易实现全集成的设计,可减小面积、降低成本.芯片采用CSMC公司的0.5 μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明这种数字软启动电路约在750 μs内完成软启动的功能,避免了启动过程直流电压转换器(DC-DC)芯片中的浪涌电流和输出过冲电压的现象.     

新型可内置软启动电路的设计及其应用

提出了一种基于BiCMOS工艺设计的芯片内置软启动电路,用于避免启动过程中浪涌电流及输出电压过冲对电子系统造成损害.该电路结构简单,无需使用外部软启动电容,可完全集成在芯片内,有效节省了应用电路板空间和元件成本.经HSPICE仿真验证,证明该电路仅使用一个10pF的小电容即可实现1ms的软启动时间.该电路可应用于各种开关电源中.     

降压变换器片内集成软启动电路设计

针对电流模降压变换器的集成化趋势,提出了一种可片内集成的软启动电路. 该结构利用芯片振荡器产生的窄脉冲信号,控制微电流对片内电容间歇充电得到斜坡电压,并巧妙地利用复合比较器以较小的功耗实现了对峰值电流的限制,避免了浪涌电流,完成了软启动功能. 提出的软启动电路结构简单、易于实现,减少了芯片引脚数目,降低了PCB面积,并在一款基于0.5μm CMOS工艺设计的降压型DC-DC中进行了投片验证. 测试结果表明,3.6V输入1.8V输出600mA负载电流在使能140μs后芯片成功实现了软启动.     

降压变换器片内集成软启动电路设计

针对电流模降压变换器的集成化趋势,提出了一种可片内集成的软启动电路.该结构利用芯片振荡器产牛的窄脉冲信号,控制微电流对片内电容间歇充电得到斜坡电压,并巧妙地利用复合比较器以较小的功耗实现了对峰值电流的限制,避免了浪涌电流,完成了软启动功能.提出的软启动电路结构简单、易于实现,减少了芯片引脚数目,降低了PCB面积,并在一款基于O.5μm CMOS工二艺设计的降压型DC-DC中进行了投片验证.测试结果表明,3.6V输入1.8V输出600mA负载电流在使能140μS后芯片成功实现了软启动.     

应用于升压型DC-DC的新颖软启动电路的设计

提出了一种新颖的软启动电路,实现了输出电压无过冲平滑启动。该电路有效抑制了DC-DC开关电源上电启动过程出现的浪涌电流和输出电压的过冲,同时该软启动电路克服了传统软启动电路无法带载启动的缺点。电路完全集成在芯片内部,避免了使用额外电容而占用过多面积。利用Cadence Spectre仿真平台对电路进行了仿真验证,仿真结果表明,在输入电压为2.4~4.2 V的同步升压DC-DC芯片中,负载在0~2.1 A范围内启动,均未出现电感电流和输出电压的过冲。     

一种DC-DC开关电源的简单高效软启动电路

提出了一种简单而高效的新型软启动电路,实现了输出电压平稳、快速的上升.该电路有效抑制了DC-DC开关电源启动过程中出现的浪涌电流,同时避免了传统软启动电路在软启动结束时出现的输出电压过冲.电路完全集成在芯片内部,避免使用额外电容而占用过多面积和增加功耗.经过对电路的Hspice仿真以及芯片样品的测试,在输入电压为3.3V的升压型开关电源芯片中,输出电压在500 μs内分两步平稳上升,避免了浪涌电流和过冲电压,符合设计指标.     

一种DC-DC开关电源的新颖软启动电路设计

提出了一种基于CMOS工艺的新颖软启动电路,该电路利用限流和数字软启技术,实现了输出电压快速、稳定软启,有效抑制了DC-DC开关电源启动过程中所产生的浪涌电流和输出电压过冲.该电路可方便地集成于DC-DC开关电源内部,无需软启动引脚和外接软启动电容,有利于减小封装尺寸和应用电路板空间及降低成本.该软启动电路已经集成到一款Buck型PWM开关控制器当中.试验结果显示,在输出电容等于300μF,空载或带载的情况下,启动过程都非常平稳,电感电流稳定,输出电压上升平滑无过冲,启动时间小于300μs.     

KA系列SPS单片开关电源器件的原理与应用

Samsung Power Seitch(SPS)器件是Samsung electronics公司推出的将功率开关与电流模式控制器集成在同一芯片上的单片PWM开关电源集成电中,具有门极驱动,电流模式PWM控制,优化反馈,尖峰电流抑制,软启动,过载和过热保护等功能,文中介绍了该芯片的结构特点和工作原理,并给出了典型应用电路。     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.     

一种DC-DC开关电源片上软启动电路

提出了一种基于DAC(digital-to-analog converter)控制的数字软启动电路,利用DAC控制和软启动电压检测技术,有效抑制了DC-DC开关电源启动过程中产生的浪涌电流和输出电压过冲,实现了输出电压从零到调整值的平坦上升.在启动完成后启动电路的偏置电流被彻底关断,实现了低功耗没计.该软启动电路采用CMOS器件设计,无需任何外围元件,便于被DC-DC开关电源集成.该电路已成功集成到一款Buck型PWM(pulse width modulation)控制器当中,测试结果表明:在整个负载范围内,DC-DC在启动过程中电感电流平稳变化,输出电压平滑上升、无过冲,启动时间控制在1.2ms.     

Designing a compact soft-start scheme for voltage-mode DC-DC switching converters

In this paper, a compact soft-start scheme is proposed and successfully applied to typical voltage-mode DC-DC switching converters. The adaptive current limitation implemented through DAC control will largely reduce the overshoot voltage under a wide range of output current. Proven experimentally by a buck converter implemented in a 0.5 μm CMOS technology, the post-simulation results show that when the converter starts up, the maximum overshoot (2.7% at I_LOAD=0 A) by the proposed soft-start scheme is less than that with the conventional scheme by 5% under the same condition. The start-up time can be adaptively adjustable depending on load current and the maximum start-up time is around 760 μs with 22 μF output capacitor. The circuits which realize the soft-start scheme can also be fully integrated into the control chip of DC-DC switching converter resulting in low cost.     

峰值电流模DC-DC转换器中多功能误差放大器电路设计

提出了一种适合于峰值电流模DC-DC转换器的新型多功能误差放大器电路.与斜坡电压信号结合可实现软启动功能,实现了从启动阶段到稳定工作状态的平滑过渡,无扰动出现,并有效地消除了启动阶段的浪涌电流和电压过冲;同时还具有最大电流限制和模式切换功能.该误差放大器集成到一款峰值电流模升压型DC-DC转换器中,电路采用CSMC 0.5μm BCD工艺实现.仿真结果表明：3.5V的输入电压下,误差放大器消耗的静态电流为4.48μA,并且能够实现软启动、最大电流限制、模式切换功能.电路具有简单易实现,功耗低的特点.     

一种多相DC-DC数字控制器的设计

分析了多相DC-DC变换器的均流环路小信号动态特性以及极限环振荡条件,提出一种基于平均电流的数字均流技术,并据此实现了一种多相DC-DC数字控制器。采用基于同步设计的均流控制电路和数字脉宽调制器实现电流均衡和相位交错。该多相DC-DC数字控制器芯片基于0.18μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,在10~20 A阶跃负载电流下,输出过冲/下冲电压在20 mV以内,开关频率在0.5 MHz~2 MHz范围内可调整,均流误差从20.8%减小到5%以下。     

DC-DC低功耗限流电路的设计

设计了一种用于升压型DC-DC转换器的限流电路,可以防止芯片内部的功率开关管遭受大电流的冲击。该电路把电流流过开关管产生的压降与参考电流流过参考管产生的压降相比较,输出电流限制信号,克服了传统限流电路功耗大等缺陷。还设计了一种低功耗的动态参考电流源,其软启动功能能够减小输出电压的过冲。Spectre仿真结果表明,限流电路有效限制了开关管的最大电流,满足设计要求。     

A monolithic current-mode CMOS DC-DC converter with on-chip current-sensing technique

A monolithic current-mode CMOS DC-DC converter with integrated power switches and a novel on-chip current sensor for feedback control is presented in this paper. With the proposed accurate on-chip current sensor, the sensed inductor current, combined with the internal ramp signal, can be used for current-mode DC-DC converter feedback control. In addition, no external components and no extra I/O pins are needed for the current-mode controller. The DC-DC converter has been fabricated with a standard 0.6-/spl mu/m CMOS process. The measured absolute error between the sensed signal and the inductor current is less than 4%. Experimental results show that this converter with on-chip current sensor can operate from 300 kHz to 1 MHz with supply voltage from 3 to 5.2 V, which is suitable for single-cell lithium-ion battery supply applications. The output ripple voltage is about 20 mV with a 10-/spl mu/F off-chip capacitor and 4.7-/spl mu/H off-chip inductor. The power efficiency is over 80% for load current from 50 to 450 mA.