一种GaN半桥驱动器电平移位电路设计

GaN半桥输出点电压在死区时间为负值,给GaN功率器件栅极驱动电路信号通信带来了挑战。通过研究驱动器电平移位锁存电路工作状态与半桥功率级输出节点电压跳变、死区时间负压之间的相互影响,设计了一种新型的零静态功耗电平移位电路及其误触发消除电路。电路采用100 V BCD 0.18μm工艺设计,在输入电压100 V、开关频率5 MHz的GaN半桥变换器中对版图进行了后仿真。仿真结果表明,当半桥功率级输出节点分别为-3 V和100 V时,延时为4.5 ns和1.5 ns。     

374~747 MHz数字可调谐微带滤波器

通过在微带开口谐振环加载数字可调电容,设计了一种新颖数字微带可调滤波器,同时提出了新型的非均匀开口谐振环混合耦合结构,使谐振器间耦合系数随谐振频率的降低而增大,实现恒定绝对带宽可调滤波器。接着对所提出的基于5 bit数字可调电容的数字可调微带滤波器进行了仿真和制作,测试表明,其通带中心频率可实现374~747 MHz可调,?3 dB绝对带宽在44~67 MHz之间变化,OIP3大于50 dBm。     

一种高性能多重峰值检测VLSI结构

现有的大部分峰值检测VLSI都是基于基-2的树结构,性能较低,还会消耗大量的芯片资源。针对此不足,提出一种高性能多重峰值检测VLSI。该峰值检测VLSI可在大量数据中找到N个峰值,并输出峰值的坐标。采用了控制电路同构化和数据通道“Push-Pull”机制,达到简化控制电路、压缩数据通路逻辑延迟的目的。基于TSMC 90 nm CMOS工艺,对电路进行了性能评估。结果表明,在不同极值个数下,该VLSI最高频率可达1 GHz,最大面积仅为42 205 μm²。     

面向无线传能的磁耦合通信射频链路解耦设计

针对磁耦合无线能量数据协同传输中传能链路与通信链路的解耦需求,在采用DD型通信线圈与传能线圈实现空域解耦的基础上,开展了滤波网络与线圈的协同设计,提升了通信链路通带阻抗匹配特性和带外抑制能力,并进一步引入带阻滤波网络,增强了与传能线圈的频域解耦。在耦合距离为30 mm时,搭建了与167 kHz无线传能天线共口径的磁耦合通信天线与滤波馈电网络硬件,在中心频率14.8 MHz实现了4 MHz的-3 dB通带带宽,该解耦天线系统相比DD线圈天线对传能信号提高了85 dB的抑制能力。     

基于无线电力载波的kW级非接触能量数据传输系统研究与设计

为解决传统注入式电能和数据非接触同步传输方案存在的通信速率低、交叉干扰强、传输功率等级小、电压等级低、可靠性差等问题,提出了"无线电力载波"的电能数据同介质同步传输方案.该方案将感应式无线电能传输技术与电力线载波通信技术有机结合,并采用共口径天线,实现了电能与数据的同介质无线传输,不但电能传输功率大、转换效率高,而且数据传输速率高达几十Mb/s.分析了功率传输链路和数据传输链路的设计及解耦实现原理,并在实验室构建了一台300 V输入、1.5 kW/6.5 A输出、传输距离30 mm的原理样机对方案进行验证.实验结果证明了该方案的可行性和先进性,在实现92.5％电能转换效率的同时实现31.4 Mb/s的高速数据同步传输.     

实现3 kW功率与50 Mb/s速率的电能-数据同步无线传输的解耦设计技术

相较于传统注入式同步无线电能和数据传输(Simultaneous Wireless Power and Data Transfer, SWPDT),“共口径”SWPDT方案具有电能传输功率大、转换效率高、数据传输速率高、可靠性好的优点。针对共口径集成后高压大功率电能传输通道与通信链路强耦合导致通信速率下降乃至失败的问题,结合D型传能松耦合变压器,提出基于耦合电感的双边LCC拓扑、DD型通信线圈及滤波网络协同设计的解耦设计技术,实现传能线圈谐波优化和电能-通信空域解耦,提升了通信链路通带阻抗匹配和带外抑制能力,增强了与传能线圈的频域解耦。分析了功率传输链路和数据传输链路的设计及解耦实现原理,构建了一台270 V输入、270 V/3 kW恒压输出、传能30 mm的SWPDT原理样机。实验结果证明了所提解耦设计技术的可行性和先进性,在实现94.89%电能转换效率的同时可实现50 Mb/s的高速数据同步传输。     

3 kW恒压输出ICPT系统设计与软启动控制

补偿拓扑不但会影响ICPT系统的ZPA和输出特性,而且决定了松耦合线圈电流形状和谐波含量。与传统补偿拓扑设计仅考虑ICPT拓扑输出特性不同,在对比了S-S、LCC-S和LCC-LCC三种恒压输出补偿拓扑谐波电流抑制能力的基础上,以LCC-LCC为对象,详细讨论了松耦合线圈的设计、补偿参数的优化和软启动控制。为了验证理论分析和解决方案的有效性,面向特种应用,研制了一款270 V输入、270 V恒压输出、传能30 mm、弧长l=268 mm的ICPT原理样机。实验结果表明,样机不但实现了270 V的恒压输出和ZPA,而且峰值效率和满载效率分别高达95.21%和94.8%,研究和设计具有正确性和先进性。     

阈值补偿型UHF RFID整流电路模型研究

对UHF RFID阈值补偿型整流电路中的电流和电压变化情况进行分析。通过采用将电流波形近似为三角形的方法,提出了阈值补偿型整流电路的模型。基于SMIC 0.18 μm工艺,设计了一种适用于UHF RFID标签的整流电路,用于对模型进行验证。结果表明,该模型能够较好地预测输出电压与功率转换效率(PCE),当输入电压在0.4~0.7 V变化时,输出电压的最大误差为2.6%,PCE的最大误差为2.2%。     

高压BUCK转换器低端整流管全集成驱动方案

针对降压型DC-DC转换器集成度不断提升这一发展趋势,设计了一个集成化的低端整流管驱动方案。该方案利用死区时间来控制对低端整流管栅极的充电和放电。充电过程分为两个阶段,并且绝大部分充电电流直接取自转换器的电源输入端,大大降低了对内部稳压器的要求。采用0.5μm BCD工艺,仿真结果显示在无外挂电容的情况下,相比传统驱动方案,采用本文所提出的驱动电路能大大降低内部电源瞬间下坠量,提高芯片可靠性。