电源用元器件技术及发展趋势

随着电子设备向小型、高密度发展,电源也要满足小型、重量轻和高效率的要求。今天,效率更高的由高频转换的转换电源及DC-DC变换器已成为主流。同时,电子设备中的IC还需要稳定地供给额定电压,同时功耗及降低待机功耗要求也越来越严格。因此,这样的电源所用的半导体器件及电路元件,都在以提高性能和长寿命为目标进行开发。电源用半导体器件用于电源的半导体器件有功率晶体管、整流二极管、电流控制器IC以及稳压IC和复位IC等。功率晶体管过去多用双极晶体管,近年来已广泛使用MOSFET。由于MOSFET的频率特性极佳,可在更高频率下进行转…     

一种应用于开关电容电路的0.9 V自适应偏置OTA

设计了一种应用于开关电容电路的自适应偏置的低电压、低功耗开关运算跨导放大器。采用负阻负载技术和自适应偏置技术,分别提高了放大器的增益和转换速率;采用电流镜型OTA技术降低功耗,并通过控制开关关断非工作状态下的运放电源,进一步降低了功耗。新型开关电容共模反馈电路的共模电压可在一个时钟周期内快速稳定,不增加额外功耗,不限制输出摆幅。在SMIC 0.18 μm工艺下的仿真结果表明,OTA在0.9 V供电下,直流增益达60 dB,增益带宽积为1.81 MHz,转换速率为0.94 V/μs,功耗为4.16 μW。     

简讯

日本日立公司制成一种三端约瑟夫逊结超导晶体管.据称可看作是向平面结构超导晶体管发展迈出的新的一步.该器件用于超导电路能极迅速地开关,不需要恢复到超导状态等待电流下降到零.它在液态氦温度-269℃条件下工作,开关速度达20微微秒,功耗为5微瓦. 新器件将电源和两个邻近的超导元件漏极置于纯     

CMOS亚阈值特性的低频低压微功耗电路的设计与模拟

工作在亚阈值状态的MOS晶体管具有极小的工作电流和类似于双极型晶体管的指数特性,因此适合于实现微功耗的外部线性内部非线性电流型电路.为了适合于低电源电压的运用,本文给出了一种新型的电流型四象限乘法器以及滤波器,振荡器等基本单元电路,并利用标准0.6-μm CMOS的工艺参数以锁相环为例进行了性能模拟验证.     

隔离栅及极性晶体管的驱动与保护

隔离栅双极性晶体管（Insulated Gride Bipolar Transistor）简称IGBT,作为一种新型的开关器件,它与以往的开关器件相比具有不可比拟的优点,正受到越来越多的电源设计人员的重视。简要分析了IGBT在使用中的一些注意事项。     

新品快递

美国快捷推出全新PWM控制器 Fairchild Semiconductor International最近推出了FAN7554多功能PWM控制器IC,采用8接脚的DIP和SOP封装。专门配合离线功率MOSFET、DC:DC转换和其他开关状态电源应用,特别应用于桌面电脑、显示器和电源变压器等。 FAN7554为电流PWM控制器,工作频率可达500KHz。新元件集成了控制和节电电路,减少了外部元器件和系统功耗。特殊设计的保护电路亦增强了器件的可靠性。     

介绍一种频率浮动式开关电源

一、概述在电视接收机中,常用的稳压电源有串联电源,相位控制可控硅电源、恒压变压器电源和开关电源。在上述几种电源中,仅有开关稳压电源具有如下特点:(1)由于晶体管工作在开关状态,直流变换效率可达90％,这种高效率、耗电省的特点无论对生产厂还是用户都带来了一定的经济     

耗尽型MOSFET激励电源上电

许多开关型电源用“按键上电”电路使其脱机运转初始化。这些电路简单的由电阻（如International Rectlfler公司的IRIS4015）实现,复杂的由双极晶体管或MOSFET实现（参考文献1）。这些晶体管为反激变换器或PFC（功率因数校正）IC提供初始电流。当这些电源用正常模式开始工作时,专用线圈的电压持续给PFC芯片供电,从而减小了激励上电电路的功耗。     

TEA1750：节能型IC

恩智浦半导体发布了其用于开关模式电源供应（SMPS）的第三代节能型IC：GreenChip Ⅲ。新型GreenChip Ⅲ TEA1750专为笔记本电脑适配器和液晶电视而设计，将空载待机功耗降低到200～300mW，远低于美国ENERGY STAR的要求，比传统解决方案的待机功耗减少200mW以上。     

高电流功率转换解决方案

在电压不断降低的情况下增加输出电流——这个日益高涨的要求将继续对电源开发起到推动作用。该领域的进步大多归功于功率转换技术所取得的成果，尤其是电源IC和功率半导体组件方面的改进。一般来说，这些组件是通过在尽可能不影响功率转换效率的情况下提高开关频率来改善电源性能。这可以通过在降低开关和通态损耗的同时提供高效散热来实现。然而，输出电压的日益降低对这些做法施加了更大的压力，进而引发了严重的设计难题。     

锁相环中的充电泵电路的研究

针对消除传统电荷泵电路存在的MOS开关的电荷注入效应,时钟馈通效应,电荷泄露和充放电电流失配等产生的锁相环的相位偏差问题,设计了两种新型的电荷泵电路.这两种电路的设计和仿真采用了0.6 μm CMOS工艺,电源电压为5 V,功耗分别为0.65 mW和0.7 mW.仿真结果表明,两种新型电荷泵电路的转换速度得到了提高,输出电压近似于电源电压到地的全摆幅并具有稳定的充放电步长,可用于高速锁相环电路.     

一种开关电容型直流变换器的系统研究与设计

本文利用状态空间方程法对一种开关电容型直流变换器系统进行了稳态和动态特性的研究,该直流变换器采用了具有分段转换系数的多级开关电容电荷泵结构.根据研究结果提出系统在控制方法选择(电流控制和脉冲频率调制)和频率补偿方面的优化办法.基于这些优化办法,本文给出一种高效率、低纹波和低成本的开关电容型直流变换器的系统与电路设计,系统的晶体管级仿真结果达到目前便携式电子产品对电源管理芯片的要求.     

恩智浦推出业界首款采用LFPAK56(Power SO-8)封装的双极性晶体管

正恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.)日前推出首款采用5mm×6mm×1mm超薄LFPAK56(SOT669)SMD电源塑封的双极性晶体管。新组合由6个60V和100V低饱和晶体管构成,集极电流最高为3A(IC),峰值集极电流(ICM)最高为8A。新型晶体管的功耗为3W(Ptot),VCEsat值也很低——其散热和电气性能不亚于采用大得多的电源封装(如DPAK)的双极性晶体管,其占用面积也减少了一半。     

高速电光调Q开关驱动电源的设计

更快的调Q开关速度以进一步提高峰值功率并压缩脉宽将会使电光调Q技术在激光打孔、划片、雕刻和测距等领域得到更广泛的的应用.设计了一种新型的高速电光调Q开关驱动电源,包括高压电源、高速开关电路、触发电路和控制电路等,该驱动电源具有体积小、功耗低和工作寿命长等优点.经实验,下降沿在20ns以下,高压在2KV至5KV可调,重复频率可达10KHz.     

一种新型的buck／boost直流—直流变换器的分析和设计

本文在传统的buck/boost直流一直流变换器的基础上,通过在开关两端加入反向二极管,并引入谐振电路构成一种新型的电路形式。这种电路具有零电压开关特性,因而有效地消除了开关过程的功耗,提高了转换效率。通过对电路的稳态分析,求出了状态表达式,导出了无损工作条件,并在此基础上,提出了这种电路的设计方案。     

应用于SAR ADC的高能效电容开关转换方案

针对逐次逼近型模数转换器,提出了一种新型高能效的电容开关转换方案。在前3个比较周期内,该新型电容开关不消耗转换功耗。从第4个比较周期开始,采用了拆分电容技术、单边双电平转换技术,使得一侧的电容只在2个参考电压Vcm与地之间进行切换,进一步节省了功耗。仿真结果表明,与传统电容阵列相比,该新型电容开关的转换功耗降低了99.23%,总电容面积减小了75%。微分非线性为0.162 LSB,积分非线性为0.163 LSB。     

一种新型零电压切换双向DC/DC变换器的设计与仿真

由于电动汽车电源变换器在行驶过程中,电机的调速范围很宽,加减速频繁,因此对电源变换器的动态响应速度,续航能力提出了更高的要求。但汽车电源存在低电压大电流、di/dt和du/dt较大、转换效率低和电磁干扰严重等问题。为此,设计一种新型的具有升压-降压功能的零电压转换双向DC-DC变换器。在传统的升降压变换器的基础上,通过增加两个辅助开关器件和一个LC谐振电路,构成一个H-软开关控制转换电路,产生的有源钳位电压加载到主开关两端,实现电路零电压转换。在Matlab环境下,对所提出的电路进行仿真,结果表明,所设计的电路能降低开关器件的导通损耗,提高电源的效率,并在6 kW双向升降压变换器样机上进行实验。     

电源纹波和电源噪声测试所需要的示波器及带宽探讨

正电路系统中的电源种类线性电源和开关电源是电路系统中常用的两种电源(如图1所示)。线性电源是电源通过三极管工作在线性区整定得到,输出的电流非常干净;开关电源是电源通过晶体管工作在饱和区和全关区来调节。通过改变开关占空比来控制转换后输出电压大小。     

3.3V逻辑系统的廉价隔离5V电源

3.3V逻辑系统有时需要一个外设功能的隔离电源。这可使用某些 dc-dc变换器。假若在电路中有备用的倒相器,则只用4个倒相器和少量分立元器件就可以产生一个廉价的解决方案。 本文给出的设计采用4个倒相器产生一个带互补输出的方波RC振荡器(见图)。输出倒相器驱动开关晶体管(ZTX451),而晶体管又驱动一个市售的低功耗变压器。变压器(76253/35)可用于带MAX253IC的3V～5V的电源系统。在本文所示的电路中,分立的倒相器和晶体管模仿IC的基本功能并且产生200kHz的振荡器频率。     

一种基于动态阈值NMOS的1.2 V CMOS模拟乘法器

分析了以动态阈值NMOS晶体管作为输入信号的输入晶体管,利用4个动态阈值NMOS和2个有源电阻设计和实现的一种1.2 V低功耗CMOS模拟乘法器电路。该电路具有节省输入晶体管数目、偏置晶体管和偏置电路,以及性能指标优良的特点。其主要参数指标达到:一、三次谐波差值40 dB,输出信号频带宽度375 MHz,平均电源电流约30 μA,动态功耗约36 μW。可直接应用于低功耗通信集成电路设计。