功率管分段驱动技术应用研究

高频率和高效率成为电源管理芯片的必然发展方向。功率管分段技术作为轻载下效率提升的重要技术之一,在高频率的工作环境下的应用值得研究。基于降压型DC-DC电路,阐述了分段驱动技术的原理,并在高开关频率、不同工艺下,对系统效率进行仿真。通过对比分析,得出适合高频率的功率管分段驱动方案,及其在不同工艺条件下的应用规律。     

负压DC-DC变换器中新型功率管驱动电路

提出了一种适用于反向降压(InvBuck)型负压直流-直流(DC-DC)变换器的功率管驱动电路。该驱动电路将输入的脉宽调制(PWM)信号生成两路非重叠的正压驱动信号,然后利用负压DC-DC变换器中飞电容的电压反转产生负压驱动信号。该驱动电路中所有MOS管以及功率管的漏源电压(V_DS)均不超过输入电源电压(≤V_IN),因而可用标准CMOS工艺实现。采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺完成了电路设计和仿真验证。结果表明,在900 kHz开关频率和5 V电源电压下,当PWM信号占空比在20%～90%范围变化时,本电路联合驱动功率管产生-0.99～-4.47 V的输出电压,仿真结果与理论计算值误差不超过0.7%,在输出最大电流100 mA时转换效率均大于91%。     

一种NPN型功率管驱动电路的设计

为NPN型功率管的降压型开关电源芯片设计了一种驱动电路。针对功率管工作在导通状态下的导通损耗和在开关状态转换中的开关损耗,设计了自举电路,使功率管饱和;设计了加速电路,缩短了功率管状态转换所用时间,降低了功率管损耗。在2 μm双极型工艺下进行仿真,结果显示,功率管工作在饱和区,导通损耗小,开关转换速度快,可满足高开关频率的要求。     

一种用于驱动内部功率管的单电容电荷泵设计

该文在介绍了传统电荷泵结构的基础上,结合驱动内部功率管的实际需求,充分利用内部功率管本身的寄生电容,设计了一个单电容电荷泵和该电荷泵的简化结构,给出了SPICE仿真结果,基于CSMC 0.18um BCD工艺流片验证,测试参数达到设计目标。     

一种分段输出PWM Buck DC-DC转换器设计

为了解决PWMDC-DC在轻负载时转换效率骤降的问题,设计了一种分段输出级PWM DC-DC电路结构,用以优化轻负载时的转换效率.该设计引入了负载电流检测电路,对输出电流进行采样并检测.在重载情况下,所有功率MOSFET同时输出.当负载电流减小,逐级关闭各段功率MOSFET,直至在最轻载情况下用最小尺寸的功率MOSFE...     

一种双频双模射频电路的设计

给出了一种基于802．11b／g下的双模电路设计，该电路能很好地应用于2．4GHz和5.8GHz两个工作频段，并能实现全向和定向两种工作模式的转换。仿真结果表明，该电路有良好的回波损耗和传输特性，可以较好地满足无线局域网中的应用。     

用于反激式变换器的BJT功率管驱动电路的设计

为反激式变换器BJT功率管设计了一种驱动电路。针对电流镜复制的精确度,设计了运放、MOS管组成的深度负反馈环路和共源共栅结构对电路进行钳位,使电流精确复制到功率管基极;针对BJT管较慢的开关速度,配合数字控制,缩短功率管状态转换所需时间,降低了功率管损耗。在CSMC 18μm 18 V工艺下,利用Hspice软件进行仿真,结果表明,BJT功率管工作在饱和区,开关转换速度增强,满足了反激式变换器对BJT功率管开关速度的要求。     

一种用作高压变流器的智能功率管

马达、照明装置、电源,无不得益于高压智能功率集成电路——高压智能功率管。它除了控制逻辑外,还有过压、过热、过载、短路等自动保护功能。高压功率集成依赖于介质隔离技术,而一般的介质隔离技术已不能很好地满足系统化集成的需要。一种新的SOI技术——注氧隔离(SIMOX)技术,提供了高压功率集成整个系统的可能性。本文在分析高压智能功率器件的有关技术的基础上,结合VDMOS和IGBT的功率集成器件,讨论了SIMOX技术的好处和限制,以及高压智能功率管的设计问题。     

带电平位移电路的H桥高端功率管栅极驱动电路

提出了一种带高压电平位移电路的H桥高端功率管栅极驱动电路.电平位移电路采用脉冲下拉方式实现高压电平位移,与一般的方波下拉方式相比,有效地减小了电路的功耗.分析了脉冲下拉方式电平位移电路的工作原理与实现方式,以此为基础,设计了H桥高端驱动电路.基于5μm高压BCD工艺,采用Spectres进行电路仿真,完成了电路版图设计和流片测试.结果显示,设计的高端驱动电路能很好地实现高端功率管栅极电位的悬浮抬升.     

一种高速低尖峰电流功率管驱动器电路的设计

利用电荷泵自举原理,提出一种新颖的CMOS驱动电路。该电路在输入信号未进行开关操作时对电容充电,在开关操作发生时,由电荷泵电容和电源一起向负载电容充放电,从而可在不影响充放电时间的前提下降低电源对负载电容的充放电尖峰电流,减小电源噪声。该电路特别适合用来驱动采用高k介质或深槽隔离工艺的功率集成电路,可同时降低上升/下降沿时间和电源尖峰电流,并大幅减小芯片面积。采用中芯国际0.35μm标准CMOS工艺进行流片,测试结果表明,该电路可同时降低负载电容充放电尖峰电流与上升/下降沿时间。     

一种输出电压可变的键控DC-DC转换电路

介绍一种ＤＣ－ＤＣ门控两电压输出转换电路。该电路具有电路结构简单、设计构思新颖的特点。无需调试即可达到高稳定的两组ＤＣ电压输出，且功率变换效率较高。另外，该电路的过载保护设计简单、可靠、灵敏，且具备自恢复性，特别适于开发各种应性产品。     

一种可实现宽范围电压输出的DC-DC变换器设计

提出了一种实用的可实现宽范围电压输出的平方型变换器,分析了该变换器工作原理,对主电路中的功率管、变压器、二极管、输出电容和输出电感等参数进行了设计。根据设计的结果,制作了变换器,并利用示波器采集了该变换器样机重要元器件的工作波形;对样机效率进行考察,全负荷工作效率在80%以上,占空比最大为0.65,验证了设计的正确性。     

一种具有750mA输出电流，双模式PWM/PFM控制的高效率直流-直流降压转换器

提出了一种输m电流可达750mA,脉宽调制(PwM)和变频调制(PFM)双模式控制的,高效率、高稳定性直流.直流降压转换器.该转换器在负载电流大于80mA时,采用开关频率为lMHz的PwM工作模式;在负载电流小于80mA时,采用开天频率减小和静态电流降低的PFM工作模式,实现了在整个负载电流变化范围(0.02～750mA)内,转换器均保持高效率.而且采用一种快速响应的电压模式控制结构,达到了优异的线性和负载调整特性.芯片采用CSMC公司0.5μm CMOS 2P3M混合信号上艺物理实现.测试结果表明,该电路可根据负载的变化在PWM和PFM模式下自动切换.最大转换效率达96.5%;当负载电流为0.02mA时,转换效率大于55%.该芯片特别适合电池供电的移动系统使用.     

一种具有750mA输出电流,双模式PWM/PFM控制的高效率直流一直流降压转换器

提出了一种输m电流可达750mA,脉宽调制(PwM)和变频调制(PFM)双模式控制的,高效率、高稳定性直流.直流降压转换器.该转换器在负载电流大于80mA时,采用开关频率为lMHz的PwM工作模式;在负载电流小于80mA时,采用开天频率减小和静态电流降低的PFM工作模式,实现了在整个负载电流变化范围(0.02～750mA)内,转换器均保持高效率.而且采用一种快速响应的电压模式控制结构,达到了优异的线性和负载调整特性.芯片采用CSMC公司0.5μm CMOS 2P3M混合信号上艺物理实现.测试结果表明,该电路可根据负载的变化在PWM和PFM模式下自动切换.最大转换效率达96.5%;当负载电流为0.02mA时,转换效率大于55%.该芯片特别适合电池供电的移动系统使用.     

一种具有750mA输出电流,双模式PWM/PFM控制的高效率直流-直流降压转换器

提出了一种输出电流可达750mA,脉宽调制（PWM）和变频调制（PFM）双模式控制的,高效率、高稳定性直流-直流降压转换器.该转换器在负载电流大于80mA时,采用开关频率为1MHz的PWM工作模式;在负载电流小于80mA时,采用开关频率减小和静态电流降低的PFM工作模式,实现了在整个负载电流变化范围（0.02~750mA）内,转换器均保持高效率.而且采用一种快速响应的电压模式控制结构,达到了优异的线性和负载调整特性.芯片采用CSMC公司0.5μm CMOS 2P3M混合信号工艺物理实现.测试结果表明,该电路可根据负载的变化在PWM和PFM模式下自动切换.最大转换效率达96.5%;当负载电流为0.02mA时,转换效率大于55%.该芯片特别适合电池供电的移动系统使用.     

一种低噪高输出电压DC—DC变换器设计

针对某航天器设备用的130V高压DC—DC变换器的低噪声要求,采用初级侧隔离的负载端直接反馈控制方式,次级侧采用结合LC低通无源滤波电路和有源滤波电路的两级输出滤波电路设计方法。通过实验,不仅实现了高压DC—DC变换器的低噪声输出,而且通过优化设计,使得两级滤波器的体积较小,可靠性较高,实现了星载应用。     

单电感双输出降压型DC-DC变换器的设计

设计了一种利用单个电感实现双路输出的低电压降压型(Btlck)DG-DC变换器,提供200mA(1.8V)和400mA(1.2V)的带负载能力.引入平均电流控制模式,并采用了一种无损电流检测的方法.轻负载时电路工作在非连续电流模式(DCM)下.实现了片上补偿和片上软启动.采用TSMC 0.25grn CMOS混合信号工艺,版图面积2.2mm×2.2mm.     

A Super Performance Bandgap Voltage Reference with Adjustable Output for DC-DC Converter

1IntroductionIn the modern world,switching mode power suppliesare indispensable in our day-to-day life,which are widelyused in computers,communication equipment,medicalelectronic equipment and aerospace power systems.DC-DCconverters are used to convert an…     

基于开关电容DC-DC转换器的两路主从输出策略

传统的多路输出开关电容直流-直流转换器的线性调整率与负载调整率不够理想。针对这一问题,文中采用两路时分复用的输出方法,在控制开关相位交织的情况下,分别对主路和从路进行能量传输,并给出具体的调制策略。该输出策略中,主路采用脉冲频率调制,从路则采用脉冲跳跃调制。同时,文中引入平均频率概念,实现了对驱动能力的量化表征。在Cadence软件下进行电路设计,并进行仿真。仿真结果表明,主路的线性调整率为3.01%,负载调整率为3.54%;从路的线性调整率为3.75%,负载调整率为4.28%。