一种高压高可靠性开关电源控制芯片

为了增强电源系统的可靠性,提出一种高压高可靠性开关电源控制芯片,该芯片引入一种新型的故障保护电路,通过同时监测误差放大器（EA）输出和峰值电流信号来检测过流和短路等故障.当EA输出电压超过4.2 V或者峰值电压信号（由采样电阻得到）连续4个周期超过0.75 V时,保护电路会及时切断控制器,保护变换器免受损害,同时降低了电路损耗.芯片还集成了软启动、限流保护、过压欠压保护和脉宽调制/跳脉冲调制（PWM/PSM）模式切换电路,该芯片采用CSMC 0.5 μm 60 V BCD 工艺进行设计,已经成功流片.将该芯片应用于反激式转换器中,转换器可以将34～60 V的输入电压转化成5 V输出.测试表明：当故障发生时,控制芯片能够迅速切断控制器以保护整个转换器,而当故障消除后该控制器仍然可以自行重新启动;反激转换器最大输出电流为2.6 A,静态电流小于1 mA,最大效率为83.5%,线性调整率和负载调整率分别为0.02%/V和0.03%/A,具有良好的瞬态响应能力.     

一种热插拔控制芯片及其控制策略的设

为了解决插即用技术中电路板在带电背板上安全插入或拔出的问题,提出了一种低成本高性能的解决方案,设计与构成了一种集成电路热插拔控制器,可以实现对电路板和背板的多重保护,包括发生过流时,自动启动限流装置和电路阻断器;在电源电压发生过压时,隔离电源与负载,并启动外部的晶闸管撬棍电路来保护负载;此外,还设置了电源的欠压锁定和输出电压的监测管理功能.对所设计电路进行Specture仿真的结果与预期相符,表明系统的控制策略设计已经全部实现.在BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺下,完成了该热插拔控制器的芯片设计与制造,测试结果表明预期的保护功能均已实现.     

电源管理芯片中过热保护电路设计

利用三极管基-射极电压的负温度特性,设计了一种用于电源管理芯片中的过热保护电路.基于BCD 0.6 μm工艺库模型,采用HSPICE仿真软件进行模拟验证,结果表明:当温度超过150 ℃时,电路输出信号发生翻转,电源管理芯片停止工作;当温度降至130℃时,芯片恢复工作.在电源电压工作范围2.5～5.5 V内,过温保护阈值变化量为0.7℃,迟滞阈值变化量为0.9 ℃,迟滞范围20℃.因此,该过热保护电路具有温度灵敏度高、关闭和开启温度点受电源影响较小、电路结构简单、版图面积小和功耗低等特点,适合集成在电源管理芯片中.     

一种应用于低压差线性稳压器的新型折返限流电路

针对大功率负载的电源管理芯片容易出现过载、短路问题,提出一种利用采样电流转化为采样电压的限流模式折返保护电路。该电路限流环路利用缓冲器双支路实现实时控制,其工作状态随输入电压有所转变,hspices仿真实验验证了该电路限流值稳定,基本不随着电源电压的变化而变化,而且芯片的短路功耗降低60%。采用联华电子公司0.5μm 5 V的CMOS工艺线在低压差线性稳压器(LDO)中进行了投片验证,实测芯片常值限流200 mA、折返限流80 mA,自身静态电流极低仅2μA左右。投片测试结果表明,该电路起到保护作用的同时,符合现代电源管理芯片对高效率低功耗的要求。     

一种热插拔控制芯片及其控制策略的设计

为了解决插即用技术中电路板在带电背板上安全插入或拔出的问题，提出了一种低成本高性能的解决方案，设计与构成了一种集成电路热插拔控制器，可以实现对电路板和背板的多重保护，包括发生过流时，自动启动限流装置和电路阻断器；在电源电压发生过压时，隔离电源与负载，并启动外部的晶闸管撬棍电路来保护负载；此外，还设置了电源的欠压锁定和输出电压的监测管理功能．对所设计电路进行Specture仿真的结果与预期相符，表明系统的控制策略设计已经全部实现．在BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺下，完成了该热插拔控制器的芯片设计与制造，测试结果表明预期的保护功能均已实现．     

一种应用于LDO的高性能过温保护电路设计

采用UMC 0.6 μm BiCMOS工艺设计了一款应用于LDO的高性能过温保护电路,该电路具有20 ℃的温度滞回区间,热关断点温度160 ℃、热开启点温度140 ℃,同时在输入电压2.5 ～6 V范围内热关断点、开启点温度最大漂移不超过6 ℃,具有较高的精度,满足LDO宽输入电压范围的要求.     

一种高电源抑制比的LDO电路设计

设计一种基于0.35μm 2P4M CMOS工艺,具有高电源抑制比、快速负载瞬态响应特性的低压差线性稳压器电路。该电路通过采用缓冲运放来驱动LDO电路的功率调整管,有效提高了LDO电路的电源抑制比和负载瞬态响应特性。该电路的输入电压为3.3V-4V,输出电压为2.8V;负载电流范围为0.5mA到100mA,当负载电流在全负载范围内瞬变时,输出端过冲电压小于1mV;在全负载范围内,低频时,电路的电源抑制比达到-89dB以上,在1MHz时,电路的电源抑制比达到-60dB以上。     

一种实用化的交流斩波PWM控制时序研究

针对交流斩波电路容易产生短路,电压过冲和过电流等问题,提出一种基于交流电压和交流电流过零检测的交流斩波控制方法.通过对不同性质负载的电压和电流的相位研究,使用对电压和电流过零信号进行滤波,调相和逻辑运算后使能交流斩波的方法,避开过零点附近振荡过零区域,避免主电路产生短路.通过对斩波电路拓扑和控制时序的研究,使用逐渐改变PWM控制信号占空比的方法,实现电压软过度.通过实验检测,交流斩波调压电路实现了电压软过度的目的,并且不再出现短路,电压过冲和过电流现象.使用这种方法,从本质上解决了传统交流斩波电路中的短路,电压过冲和过电流现象,保证了交流斩波系统安全持久运行.     

基于UC3844的正激DC/DC变换器研究

为提高纯电动汽车车载DC/DC变换器工作的稳定性与安全性,对常规反馈电路存在的问题进行分析和改进,同时对主电路进行限流、过压和过温等安全保护性能的设计。最后通过实验证明:改进反馈电路后的变换器输出电压更稳定,且输出电压纹波较小。     

电力系统桥式短路故障限流器研究

提出一种新颖的限制电力系统故障电流的桥式电路,对该电路的工作原理、电路结构和工作方式进行了详细的分析,并给出了限流电路中各支路的电流关系,对电路的直通、开路和变阻3种工作方式作出说明,重点分析了在变阻工作模式下,对负载短路电流的限制和分流. 考虑了当桥式限流电路中的开关管栅极加入脉冲信号后,对负载电压和电流的谐波影响,以及限流电感中串入电阻后对开关管占空比的不同要求、对桥式电路分流性能的影响等. 最后给出了部分仿真波形和计算值.     

F-C回路中电动机保护用熔断器的选型

火力发电厂的高压厂用电源设计中,F-C柜被广泛应用于电动机电源回路,在电动机F-C电源柜中高压限流熔断器作为短路保护,开断短路电流;而综保装置作为过载保护,配合接触器切断过载电流。两者互相配合组成两段式电流保护。文章分析了F-C回路中电动机保护用熔断器的选择方法及与微机保护的配合原则,并对工程实例进行了分析。     

基于LDO限流技术的辐射闩锁防护技术

讨论了CMOS器件受辐射感生的闩锁与电气感生的闩锁的异同点，研究并提出了一种基于限流型低压降线性调整器的闩锁防护方法，给出了卫星用线性调整器电路的地面总剂量摸底试验数据及空间飞行试验验证结果和解决星载计算机的闩锁防护与恢复问题的有效方法．     

由恒流二极管串联分压组成的直流辅助电源

设计了一种由恒流模块和稳压模块串联组成的直流辅助电源。介绍了直流辅助电源电路的工作原理,并设计了由恒流模块和稳压模块串联组成的直流辅助电源样机,测试了样机在电网电压波动及负载变化时的输出电压情况。测试结果表明:接入220 V交流电源时,样机可以稳定输出12 V电压,其性能满足设计要求。     

恒流二极管分压的悬浮脉冲单臂桥驱动器研制

设计了一种恒流二极管分压的悬浮脉冲单臂桥驱动器。先介绍了悬浮脉冲驱动模块电路结构和工作原理,以及恒流模块中恒流二极管的特性、恒流二极管串联均压计算方法;再利用该原理设计了验证电路,并应用在半桥式拓扑结构的开关电源中。验证电路的测试结果表明:恒流二极管分压的悬浮脉冲单臂桥驱动器的性能完全满足设计要求,值得推广。     

具有漏电保护的直流稳压电源设计

设计了一种基于STC89C52RC单片机的直流稳压电源及漏电保护系统.采用RLC分立元器件组成的串联型稳压电路对电压变化进行自动调整,使输出直流电压稳定,高侧测量电流并联监视器INA138采集电源电流信号,利用16位AD7705模数转换器将电流信号转换成数字信号,通过12864液晶屏上实时显示测量出的电压、电流、功率.实验表明该漏电保护直流稳压电源输出电压为5±0.02 V,输出额定电流为1 A,电压调整率和负载调整率都小于1%,系统误差较小,能够满足直流稳压电源及电网漏电保护的各项性能指标要求.     

22 kW直流风机电机恒流调速系统的设计

分析了利用22kW直流电机拖动风机的工作情况,介绍了利用单管IGBT作为大功率开关元件构成的风机电机恒流调速系统。分析了直流PWM信号控制及其驱动电路的工作原理,对IGBT过压吸收电路、过流保护电路及其参数设计等进行了详细讨论,并给出了直流电压大范围波动情况下的恒流调速实验结果。     

10 kV零压降零损耗深度限流装置的设计与应用

为解决10 k V母线短路电流超标不能并列运行和加装限流电抗器带来的压降及损耗难题,研究了一种零压降零损耗深度限流装置,分析了其工作原理,介绍了控制系统的总体构成,并提出分相控制器的具体设计方案.采用了故障电流快速检测技术、高速真空开关快速换流技术,并结合高能氧化锌均能限压技术和智能相控技术,实现了在正常状态下零损耗、零压降,近区短路故障状态下限制短路电流的目的.通过在220 k V变电站10 k V侧的应用,验证了零压降零损耗深度限流装置在限制短路电流中的作用.     

低电压保护装置的研究

为了克服以往继电保护的滞后性,基于故障信号的保护原理,笔者设计了一套基于故障预判断的低电压继电保护装置。硬件上采集了多个电压量和数字量。并设计了内部故障辨别模块,能够自动识别进线低电压和由负载故障引起的低电压。软件中采用一系列逻辑判断。以提高预判断能力。实验证明该装置运行可靠,能够在故障发生前将故障线路切除。实现了对故障的预判断。     

基于STM32微控制器的数控稳压稳流电源设计

基于STM32微控制器设计了数控稳压稳流电源．该电源由数控模块、稳压稳流调整模块与LCD显示模块组成,采用STM32调整和控制稳压稳流调整模块的工作状态及监测电路的输出电压电流的大小,再经过运算放大器隔离放大、输出控制功率管的基极,随着功率管基极电压的变化,集电极输出不同的电压和电流．实验表明,电源输出的最大相对误差为0．25％,具有较高的精度,其输出稳定,受负载变化影响小．     

一种采用耦合电感的零电压开关脉宽调制式变流器

提出一种改进的全桥脉宽调制式变流器。此变流器采用一个耦合电感可在整个线路和负载范围实现主开关的零电压开关。由于此耦合电感并未串联在负载电流回路中,所以它不会产生负载周期损耗以及引起输出整流器两端严重的电压振荡。该变流器的工作原理及性能通过一个小功率实验原型得到证实。