一款高精度低电流的两级高电压电源调整电路

提出了一种改进的高输入电压调整电路结构,该电路结构在TSMC 0.25 μm BCD工艺平台进行验证.电路包括两个参考电压模块、两级调整电路和一个关断信号产生模块.介绍了初级电压调整和精确电压调整电路,可以产生稳定精确的输出电压,同时也提高了低输入电源电压时的输出电流能力.通过两级电源调整电路可以实现软启动功能,减小启动浪涌电压,提高启动性能.此外,关断模块产生可以可靠关闭高压模块和低压模块的两种控制信号,使得在待机模式下高压直流转换系统仅消耗极低的待机电流.该电路结构的输入电压可以在2.5～45 V宽幅范围内变化.在待机模式下,高压直流转换系统的待机电流最低仅300 nA,电源调整电路可以输出最高60 mA的负载电流.     

基于FPGA的虚拟电源的研究与实现

设计了以FPGA为核心控制芯片的虚拟电源系统。实现了虚拟电源的硬件平台和软件系统,包括控制开关模块、电压采集模块、电压输出模块、电压自调整模块、UART模块、数值转换模块等。系统利用UART与上位机实现通信,通过控制AD5662和TPS5450芯片输出设定电压,并实时地从AD7699芯片处获得实际输出电压值,通过自调整模块使电压稳定在设定值的附近。电压测试范围从2.6V到4.2V,当系统不带负载时,输出电压的纹波小于10mV,当输出电流为1A时,输出电压纹波小于20mV。     

电源

效率超过90％的50W模块 PKN 4510 PI系列DC/DC模块可输出50W功率,在3％至100％负载下效率大于90％,无需散热片。该器件高仅8.5mm。 该模块输出为3.3V、15A,接受48或60Vdc的输入。其他参数包括2mV的线性调整率、10mV的负载调整车和50mVP-p的纹波电压。(500只时单价     

基于电荷泵的低压启动高效率Boost DC/DC变换器设计

设计了一种在供电电源电压稍高于MOS管阀值的超低压条件下就能正常工作的宽输入电压范围的DC/DC变换器。电荷泵的启动模块和Boost升压模块集成于同一芯片中,在电压低于2.2V（typical）时,芯片包括两部分的工作过程,首先由电荷泵的启动模块使电压升高至2.2V,然后由输出电压为Boost转换器模块供电,使芯片正常工作。输入电压高于2.2V时,只有Boost模块工作。为使芯片实现高效率的转换,在轻载情况下,采用PFM调制模式;在重载情况下,采用PWM调制模式;通过逻辑控制两种模式自动切换,实现了良好的负载调整率。芯片采用SMIC 0.5um CMOS工艺设计并流片测试,在0.83V的电源电压时,芯片能正常启动工作。在电压VIN=1.2V,VOUT=3.3V时,最大效率达到87%,所有电压和负载范围内效率不低于50%。该芯片可用于单电池供电的系统中。     

兆瓦级三电平永磁直驱风力发电系统仿真研究

基于永磁同步发电机(PMSG)数学模型,采用双三电平PWM结构的全功率变换器;机侧采用转子磁链定向的矢量控制技术并结合PMSG较为常用的零d轴电流控制方案,提高了系统效率;基于电网电压定向,网侧变换器应用电压电流双闭环控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了直驱式永磁同步风力发电系统的仿真模型,包括:SVPWM矢量控制模块,零d轴电流控制模块,abc到dq坐标变换模块,电压补偿模块。对风速阶跃变化时系统运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

一种新型超高速高精度时钟占空比校准电路

设计了一种超高速高精度时钟占空比校准电路。采用一种新的脉冲宽度校准单元,通过控制电压调整时钟上升、下降时间来实现占空比调整。同时,设计了一种时钟放大模块,降低了占空比校准单元对输入时钟幅度的要求,提高了占空比校准精度。分析了各电路模块的作用以及对整体性能的影响。采用SMIC 65 nm CMOS工艺,在1.8 V电源电压下对各模块以及整体电路进行仿真验证。仿真结果表明,该时钟占空比校准电路能对输入频率为1～4 GHz、占空比为20%～80%的时钟进行精确校准,校准后的占空比为(50±1)%,系统稳定时间为200个输入时钟周期,功耗为10 mW。     

具有中文语音提示功能的蓝牙数控直流电压源的设计

为了实现电压源的稳定和精准输出,满足"互联网+"时代电源智能化的需求。文中介绍一种具有中文语音提示功能的蓝牙数控直流电压源的设计方案。该系统以STC12C5A60S2单片机为核心,单片机I/O口输出的数字量经过D/A模块、放大模块得到输出直流电压,通过调整单片机的数字量输出,即可改变输出电压值,从而实现数控功能。该电源采用负反馈闭环系统,提高了输出精度。通过加入蓝牙模块和语音播报模块,实现可用蓝牙设备远程调控输出电压值,每次改变输出电压后,会有中文语音提示调整后的电压值。经测试表明,该电源输出精度高,输出响应良好,达到了设计要求     

带修调的高稳定LDO线性稳压器

提出了一种新型高稳定LDO电路。该电路采用折叠型共源共栅运算放大器作为误差放大器,通过消除零点的密勒补偿技术提高环路稳定性;并在反馈电路中加入一种新的电压调整模块,以保证输入参考电压在一定范围内发生偏离时都能得到相同的输出电压。基于0.8μm 40VBCD工艺,对提出的LDO电路进行了HSPICE仿真验证。结果表明,在输入参考电压发生±17%的变化时,输出电压仅变化±3.8%。     

单相AC-DC变换电路设计及试验

该单相AC-DC变换电路以有源功率因数控制器UCC28019为核心,STM32F103做主控芯片,采用主控芯片片上DAC调节UCC28019电压误差放大器反馈端,控制输出电压稳定输出;设计功率因数测量电路、输出保护电路、功率因数调整电路等电路模块。经测试,系统输入电压为24 V时,输出2 A电流时可稳定输出36 V电压,负载调整率为0.02%,电压调整率为0.028%,功率因数测量最大误差为0.02,过流保护动作电流为2.54 A,交流输入侧功率因数校正后最高达99.9%,转换效率达96.7%,功率因数在0.8¹.0稳定可调。     

基于高开关频率精确模型的峰值电流型BUCK电源的补偿设计

针对工作在高开关频率的连续导电模式的峰值电流型BUCK电压源,建立了包含功率管导通电阻和寄生参数的精确小信号模型,设计一个新颖的电压环路的补偿模块,优化了瞬态响应。补偿模块仅增加一个极点,消除输出电容寄生电阻引入的零点。在此补偿模块基础上,分析了输出电压Vo对参考电压Vref的传递函数的频率响应,和补偿模块直流增益之间的关系,得出了补偿模块的最佳增益,使得输出电压对参考电压Vref的瞬态响应既快速又没有过冲和振荡,并且在Spice电路仿真中得到验证。     

多路压电陶瓷驱动器电压实时监测系统设计

为了满足自适应光学系统中多路压电陶瓷高压驱动器输出电压实时监测、显示的需要,提出了基于高速单片机C8051F120的电压测量、显示和通讯系统设计方案。利用20路电压测量模块实现电压采集,通过ModBus RTU通讯协议对采集到的电压数据进行接收、处理和LCD液晶显示。详细介绍了液晶显示接口的硬件设计方案,电压测量模块与单片机的通信以及软件设计方法,通过实验验证了此液晶模块实时监测显示系统的良好效果。     

多相BUCK相数自动调整模块的设计与实现

针对智能手持设备多核处理器供电模块中的散热设计和效率难题,提出了一种多相交错BUCK以及相位个数自动调整装置。在此基础上完成了一款三相BUCK的电路实现,该电路能够根据负载运行的区间范围增加或减少支路个数,从而实现在整个负载范围内保持较高的转换效率。此外,为克服相位个数判断延迟造成的输出电压跌落,完整的实现电路还包含了一个抑制输出电压快速跌落的功能模块。芯片基于0.18μm CMOS pure 5V工艺设计并完成投片测试,测试结果满足最大输出电流6A,相位个数自动调整装置运转正常,0.9V输出电压下,在4A范围内满足不低于80%的转换效率。     

一种高精确度低功耗无片外电容LDO设计

设计了一种片上集成的高精确度、低功耗、无片外电容的低压差线性稳压器(LDO)。采用一种新型高精确度、带隙基准电压源电路降低输出电压温漂系数;采用零功耗启动电路和支路较少的摆率增强模块降低功耗,该电路采用CSMC 0.5 μm CMOS工艺。经过Cadence Spectre仿真验证,输出电压为3.3 V,在3.5~5.5 V范围内变化时,线性调整率小于0.3 mV/V,负载调整率小于0.09 mV/mA,输出电压在-40~+150 ℃范围内温漂系数达10 ppm/℃,整个LDO消耗17.7 μA的电流。     

手持式蜂窝收音机用高效 RF 放大器

荷兰菲利浦元件公司生产的BGV新系列高效900MHzRF放大器模块适用于手持式蜂窝状收音机和专用移动式无线电设备。它的效率达43%左右,比目前多数市售器件高5%。功耗很低,可使用较小且轻的6V 或7.2V电池。此模块在电压控制振荡器和模块之间毋需再加放     

一种峰值电流型降压DC-DC转换电路的设计

设计了一款基于SMIC 0.35 μmBCD工艺的降压型DC-DC转换芯片,主 要应用于大 功率宽输入范围的电源管理系统。采用峰值电流型PWM控制方式提供优良的负载调整特 性和抗输入电源扰动能力;在电流采样的输出端添加斜坡补偿模块消除峰值电流模式引起 的次谐波振荡问题;设计高增益、大带宽的电压反馈误差放大器以提供大的负载调整率并 提高负载的瞬态响应能力;设计高单位增益带宽的PWM控制器以满足高开关频率工作的 要求,同时提高转换效率。此外,加入了一系列保护模块以维持芯片的正常工作。系统仿 真结果表明:在10 V的输入电压范围内, 稳定输出5.5 V电压,开关频率为330 kHz, 额定输出电流为1.5 A,在输入范围内的转换效率均在80%以上,典型应用下转换效率高 达90%。     

采用交错正激三电平技术48V输入的电压调节模块研究

电压调节模块是一种直流-直流供电电源,主要用于计算机微处理器。微处理器供电要求的发展趋势是尽可能有大的输出功率、快速的动态速度、较低的电压纹波等,而48V输入的电压调节模块是满足这一发展趋势的必然选择。本文给出了一种新型的交错正激式三电平直流变换器和使用这种结构设计的输入电压为48V电压调节模块,分析了这种变换器的工作过程、三电平工作的环境,并与普通的交错并联型Buck变换器进行比较,并进行了试验验证。实验表明,这种变换器提高了电压调节模块的动态响应速度,减小了输出滤波电容器的大小,有广泛的应用价值。     

基于银泉大功率无线通信模块的电能表设计

本文介绍了一款支持银泉NIC模块的电能表的设计方案,银泉NIC模块是一款大功率无线通信模块,在海外有广泛的应用。此方案采用ACDC开关电源给通信模块供电,开关电源和电能表主电路中的电源是完全独立的,互不相干。对于掉电后发送掉电信号的需求,本方案用超级电容加升压电路配合,升压电路有较宽的工作电压范围,在超级电容电压降到很低时,升压电路还是可以正常输出设定的电压值,满足通信模块的输入电压要求。此方案可以有效降低两路电源之间的干扰,增加整个产品的可靠性,提高电源效率,降低了整表功耗。对于发送掉电信号,用更小的超级电容就可以满足要求,增加了电能的利用率、降低了整体成本、提高了稳定性。经过一系列实验验证如RF抗干扰测试和掉电维持时间测试证明此方案是可行的。另外,只需要微调一下通信接口,即可应用到其它大功率无线通信模块的电能表设计中。     

基于VICOR功率模块的激光发射直流电源

本文论述了采用VICOR模块研制成功用于激光发射的直流中功率宽范围线性可调电源。讨论了电源的构成原理,采用PI调节实现了串联模块的输出电压大范围线性调整。结果表明,该电源运行可靠,调整范围宽。     

并联冗余DC-DC模块蓄电池充电均流方法

并联冗余是应用于风光互补独立供电系统的DC-DC变换器满足高可靠性要求的关键,而均流技术是并联冗余的关键,现有的均流方法无法同时满足并联冗余和蓄电池充电要求。本文在分析并联DC-DC模块蓄电池充电特性的基础上提出了一种实现并联DC-DC变换器瞬时均流的新控制方法。该方法基于平均电流法原理,通过单片机A/D口检测蓄电池充电电压和各并联DC-DC模块充电电流,判断蓄电池状态,自适应调整各模块PWM信号占空比实现均流和充电控制。文中根据理论模型进行了仿真,并构建实际系统进行了实验,仿真和实验结果表明,此方法能够同时满足DC-DC变换器并联冗余和蓄电池三段式充电的要求,验证了方法的有效性。     

带有MPPT功能的高效率光伏电池升压转换器芯片

为了提高光伏电池的收集效率和环境适应性,提出了一种带有MPPT功能的高效率光伏电池升压转换器芯片。该电路系统包括新型四相高效电荷泵模块、扰动观察法MPPT控制电路模块、反馈控制模块、纳安级电流基准、检测电路模块等。该芯片采用0.35 μm BCD工艺设计、仿真并流片。芯片尺寸为3.15 mm×2.43 mm。测试结果表明,当光伏电池输出电压大于0.5 V时,升压转换器芯片输出电压提升到3V_in,电压转换效率可达99.4%。MPPT算法使输出功率提升8.53%。当输出负载电流为297 μA时,最宽输出PCE达到85.1%。该芯片实现了高效升压光伏电池输出电压的目标。