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。     

一种新的应用于降压式DC-DC变换器电流采样电路的设计

在分析了传统的应用于大负载电流降压式DC-DC变换器电流采样电路主要缺点的基础上,提出一种新的应用于降压式DC-DC变换器的电流采样电路。该方法通过一个电阻电容网络来消除电感寄生电阻的影响,并利用开关电容积分器来实现降压式DC-DC变换器的电流采样,在Chartered 0.35μm CMOS工艺下实现该电路并流片验证。最终的测试结果显示,提出的电流采样电路实现了对降压式DC-DC变换器精确的电流采样。     

一种用于DC-DC的双模控制功率管分段驱动电路

提出了一种用于DC-DC的双模控制功率管分段驱动电路。该电路通过检测负载电流的变化,优化功率管大小,从而提高转换效率;提出根据负载电流大小自动切换至PSM控制模式的解决方案,进一步提高极轻负载下的效率。电路基于标准0.13 μm CMOS工艺进行设计与仿真,仿真结果表明,与传统不分段DC-DC变换器相比,提出的双模控制分段驱动电路在15 mA负载时效率提升5.3%。     

集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

针对电流模降压型DC-DC变换器,提出了一种新颖的CMOS片上电流采样电路.该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,且通过MOSFET的匹配使采样比例几乎不受温度、模型以及电源电压变化影响.并通过进一步的优化设计,使得响应速度更快,工作电压进一步降低.提出的采样电路在一款基于0.5μm CMOS工艺没计的单片电流模降压型DC-DC变换器中进行了验证.在2.5～5.5V的电压范围,0～2A的负载范围内芯片工作稳定,瞬态响应良好,且效率高达96%.     

集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

针对电流模降压型DC-DC变换器,提出了一种新颖的CMOS片上电流采样电路.该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,且通过MOSFET的匹配使采样比例几乎不受温度、模型以及电源电压变化影响.并通过进一步的优化设计,使得响应速度更快,工作电压进一步降低.提出的采样电路在一款基于0.5μm CMOS工艺没计的单片电流模降压型DC-DC变换器中进行了验证.在2.5～5.5V的电压范围,0～2A的负载范围内芯片工作稳定,瞬态响应良好,且效率高达96%.     

汽车电子系统中负压变换器的设计

目前在汽车电子系统中有一些传感器和前置放大器需要正负电压源驱动或供电,以提供足够宽的动态范围和抗干扰性.本文将讨论各种负压变换器的拓朴结构及工作原理.并比较它们的优缺点.从而为电子工程师提供一些设计的指导.     

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.     

谐振开关电容变换器的潜电路特性

潜电路是一种潜伏在系统中的路径或状态,仅在特定的条件下产生,使系统出现非期望的功能.本文以一个降压式谐振开关电容变换器为例,详细分析了潜电路出现时变换器的工作过程,利用电路能量守恒定理推导出变换器的潜电路特性以及潜电路发生条件.得到潜电路出现后,变换器的输出电压不再保持恒定,而是与电路参数、运行条件等密切相关,呈现出非预期特性的结论,并用实验结果加以证实.     

基于有源电容倍增器的新型电荷泵DC-DC变换器

电荷泵中浮置电容是影响输出特性的关键因素,针对大容量浮置电容难以集成的问题,提出利用电流传输器构成有源电容倍增器代替浮置电容的方法,可使等效的浮置电容容量提高1~3个数量级.利用PSPICE软件对反压及倍压电荷泵分别在采用有源电容倍增器和理想电容的情况下进行仿真,对比分析的结果说明采用有源电容倍增器的电荷泵电路仅需要很小的电容就能得到与外加大容量浮置电容电荷泵电路相同的输出特性(实例中100pF可等效50nF),从而基于有源电容倍增器的电荷泵将更易于全单片集成.     

DC-DC开关功率型变换器电路分析和调试

通常DC-DC变换电路所需元件较多,电路较复杂。本文对DC-DC开关型功率变换器电路进行了分析探讨,为实际DC-DC开关变换器的设计和调试提供了新的思路。     

一种适用于低功耗DC-DC变换器的双延迟线结构DPWM

为了降低CMOS降压型DC-DC变换器的功耗,提出了一种双延迟线结构数字脉宽调制器（digital pulse width modulator,DPWM）设计。该DPWM架构由双延迟线组成,可以降低功耗并通过改变分辨率来提高纹波电压。通过使用8位和16位延迟线实现了虚拟128位延迟线,并提出了相应的DPWM控制算法。基于180 nm TSMC CMOS工艺,采用Cadence软件进行仿真分析。仿真和实际测量结果表明,提出的双延迟链DPWM功耗为1.18μW,纹波电压为10.4 mV。工作频率100kHz时在4-10mA的负载电流范围内,与传统转换器相比具有提出DPWM的DC-DC变换器实现了较高的峰值效率92.8％,且有效面积较小。     

一款新型电荷泵功率管驱动电路

提出了一款新型功率管驱动电路。P沟道功率管驱动电路加入了防死锁模块防止了死锁的出现,提高了瞬态响应;N沟道功率管驱动电路加入了附加的充电支路,提高了驱动能力和瞬态响应。整个电路基于0.6μm BCD工艺,在Cadence Spectre下仿真。和传统的功率管驱动电路相比,新的P沟道功率管驱动电路的上升时间由60ns减少到14ns,下降时间由240ns减少到30ns,并且功耗从2mW减少到1mW;新的N沟道功率管驱动电路的上升时间由360ns减少到27ns,功耗从1.1mW减少到0.8mW。     

PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的设计

结合脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)功率损耗特点,提出了一种降压型PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的电路结构,大大提高了全负载范围转换效率。重点讨论了混合控制策略和PWM/PFM切换电路的设计。Hspice模拟仿真结果验证了设计的正确性。     

BUCK电路外围器件参数选型分析

降压型直流转直流电压转换器简称"BUCK"电路,在使用时外围需要配置输出分压电阻、输入输出滤波电容和输出滤波电感,有些电路还需要配置自举电容、环路补偿器件以及软启动电容等,上述无源器件的选择决定了电路的工作特性。讨论了BUCK电路的内部结构,分析其工作原理。给出BUCK电路外围器件参数计算方法并以实例进行仿真验证,得出与理论分析相符的结论。     

用于宽输入Buck变换器的高速栅驱动电路

设计了一种混合型的栅极驱动电路，用于宽范围电压输入Buck变换器的高低侧功率管驱动。将闭环的线性稳压器与短脉冲电流源结合，在有效缩短功率管栅极充电时间的同时确保了驱动电压精度。根据典型应用的仿真结果，该结构电路在整个输入电压范围内将功率管开启速度提升了至少41%,提升了电路的最大工作频率。     

COT架构降压型变换器片上纹波补偿电路

基于0.18 μm BCD工艺,设计了适用于电压模式恒定导通时间(COT)架构DC-DC降压型变换器的纹波补偿电路。分析了使用电解电容作为输出电容以及片外纹波补偿电路的缺点,并设计了一种新颖的片内纹波补偿电路来克服这些缺点。在芯片系统典型应用环境下,利用Cadence和Hspice软件进行电路设计和仿真。结果表明,在电源电压为5 V,温度为25 ℃的条件下,芯片输出电压的纹波仅为2.15 mV,通过纹波补偿电路的反馈电压的纹波为37 mV,完全满足系统稳定要求。当温度在-20 ℃~125 ℃内变化时,输出最大纹波仅为12.6 mV。     

一种用于升压型DC-DC变换器的过温保护电路

设计了一种用于升压型DC-DC变换器的过温保护电路。采用具有正负温度系数的电流相减,得到随温度变化更加明显的电流,经过电阻分压控制三极管的通断,并采用推挽反相器整形滤波后得到输出信号,实现了芯片过温关断和迟滞开启的功能。采用HHNEC BCD 0.35μm工艺,使用Cadence软件进行仿真验证。仿真结果显示,在各个工艺角及电源电压波动情况下,电路均能在芯片温度上升到170℃时关断、在芯片温度下降到140℃时开启,迟滞值为30℃(±2℃)。     

一种应用于48V-1V系统的隔离型混合模式降压变换器

提出了一种应用于48 V-1 V系统的隔离型混合模式降压变换器,利用飞电容和变压器实现高转换比应用下的高转换效率。混合变换器结合了开关电容变换器和开关电感变换器,其中飞电容承担了部分电压降,实现了功率开关管电压应力的降低。由于开关节点处的电压摆幅较小,开关损耗随之减小;通过使用更低压的功率开关管,实现功率开关管导通损耗减小。在此基础上,隔离型混合模式降压变换器通过时序控制可以实现软开关,进而实现功率开关管开关损耗减小,使得整体效率提升。在隔离型混合模式降压变换器中,飞电容还具有隔直电容的作用,可以防止变压器偏磁。在典型应用下,即在48 V输入电压、1 V输出电压、500 kHz开关频率下,峰值效率为94.84%。     

基于MC34152的软开关变换器高速驱动电路的设计

本文介绍了高速双MOSFET驱动器MC34152的内部结构、工作原理以及由MC34152与CMOS逻辑器件组成的软开关变换器驱动电路的设计。