用于相变存储器的高效开关电容电荷泵

提出一种应用于相变存储器芯片的新型开关电容电荷泵。对于16 位的相变存储器芯片,系统擦写时间大于100 ns,电荷泵的驱动能力至少为60 mA。相比于传统开关电容电荷泵,该电荷泵根据负载电流大小自动生成一个使能信号,该信号通过控制升压模块功率管的开启与关断来调节输出电压,最终将输出电压控制在一个允许的范围内波动。采用40 nm CMOS工艺对电荷泵进行设计和仿真,结果表明在5 mA负载时,电源效率为87%,输出纹波为2.84 mV;负载电流从0 mA变化到60 mA时,电源效率皆高于82%;负载电流变化在300 mA/μs时,输出瞬态响应时间为1.63 μs,满足相变存储器芯片的使用要求。     

一种高速低过冲电荷泵电路的设计

为了有效降低传统电荷泵电路的充放电过冲电流,提高电荷泵输出控制电压的稳定性,提出、设计并实现了一种高速低过冲的电荷泵结构,该电路适用于高速锁相环及时钟数据恢复电路.电路在电源电压为1.2 V的0.13 μm CMOS工艺下设计实现,并对版图数据进行了HSPICE模拟,其结果表明,电路在2.5 GHz的速度下能很好的工作,同时电流过冲相比传统电荷泵下降了70%.     

交流适配器/电池供电系统的电源管理方案

便携式产品通常由交流(AC)适配器或电池提供系统电源,图1所示电路能够自动切换AC适配器和电池输入,为系统提供稳定的5V和3.3V输出,通过限制不必要的能量损耗有效延长电池寿命。该电路仅在撤掉AC适配器时吸取电池能量,适配器与电池输入之间输出电流达600mA;线性稳压器提供3.3V输出、电流达200mA。 图中IC1内部包括一路开关型稳压器和一路线性稳压器,独立的ON/OFF控制能够在开关型稳压器关闭时保持线性稳压器输出有效,此时,线性稳压器输入电压由IC2提供。IC2为开关型DC—DC转换器,能够将不稳定的AC适配器输入     

双模式高集成负电荷泵电路设计

提出了一种新颖的双模式高集成开关电容电荷泵。该电荷泵集成高频振荡器、电平移位、逻辑驱动以及4个功率MOSFET开关。与传统电荷泵相比,该电路可以工作在单电源以及双电源两种模式。单电源模式下,输出电压为-VCC;双电源模式下,输出电压为-3×VCC。电路采用0.35μm BCD工艺实现。测试结果表明:室温时,单电源模式和双电源模式下电荷泵输出电流分别为36 mA和80 mA时输出电压分别为-3.07 V和-12.10 V。在-55℃到125℃温度范围内,单电源模式和双电源模式下电荷泵输出电流分别为24 mA和50 mA时输出电压分别低于-3.06 V和-12.35 V。该电荷泵在两种模式下工作特性良好,已应用于相关工程项目。     

新型限流开关TPS2014/2015

TPS2014/2015是一种限流开关,串接在电源与负载电 路之间,由于采用了导通电阻仅95mΩ的功率MOSFET作 开关,损耗极小。当负载电路有过负荷或短路情况发生时,限 流开关限制电流输出,以保证电路的安全,同时输出过流信 号。该限流开关有一个低电平有效的片选端EN,可用作电源 管理。 TPS2014/2015结构与工作原理完全相同,仅输出的限 制电流不同。TPS2014在短路时输出的限制电流典型值为 1.2A,而TPS2015的典型值为2A。 内部结构与工作原理 TPS2014/2015的内部结构如图1所示,是由N沟道功 率MOSFET为开关,加上可检测电流的FET（CS）、电荷泵 电路、驱动器电路、电流限制电路、过热保护电路、低压锁     

电压稳压器集成电路芯片——以下介绍的线性稳压器和开关稳压器的最新产品是便携机、无线电和计算机应用方面的最佳选择

线性稳压器含有输出断路开关的低压降稳压器 Toko America公司的TK716型低压降稳压器,含有输出断路开关,以防止大的容性负载引起的过流。这种器件在输出电流为50 mA时的压降值为90 mV。其静态电流通常为70     

一种全负载稳定的高PSRR LDO的设计北大核心CSCD

提出了一种高电源纹波抑制比的低压差线性稳压器.该低压差线性稳压器通过提高带隙基准的电源抑制比以达到提高LDO(低压差线性稳压器)低频电源纹波抑制的能力.在TSMC 0.18μm CMOS工艺下进行了仿真验证,仿真结果表明,该LDO最大负载电流可以达到80mA,当负载电流在0~80mA范围内变化时,开环相位裕度均大于64°,证明了低压差线性稳压器的高稳定性.当负载电流从0mA跳变到80mA时,系统的输出电压过冲仅为15mV,环路响应时间仅为0.5μs.当负载电流为80mA,测得10kHz时的电源纹波抑制比为-60.82dB,100kHz时LDO的电源纹波抑制比为-57.66dB.     

一种高效率开关频率自适应电荷泵

本文提出了一种新型开关频率自适应电荷泵,它通过自动调节电荷泵开关频率,降低了芯片静态电流.与传统的固定开关频率线性控制电荷泵相比,开关频率自适应电荷泵具有更低的静态电流,更高的转换效率,稍高的输出纹波.特别是在电荷泵工作于轻负载时,其转换效率提升非常显著.理论分析和仿真结果表明在轻负载情况下,开关频率自适应电荷泵的效率比固定开关频率线性控制电荷泵效率提高了10%～40%.     

基于电荷泵的倍增/反向双输出电压转换设计与实现

为了解决目前基于电荷泵的开关电容电压转换芯片功能较为单一的问题,基于Dickson经典电荷泵结构,匹配四路双极型晶体管开关同时实现对输入电压的倍增输出以及倍增后的电压反向。四路二极管充作开关来使用,在降低开关器件导通电压的同时简化了开关电路,缩小了电路的尺寸,并降低了电路的功耗。基于国内某工艺线的40 V互补双极型工艺,设计并制作了带正/负两路输出的开关电容电荷泵电压转换器芯片电路。流片测试结果表明：当电源电压为4 V（负载电流为0 mA、+10 mA）、5 V（负载电流为±10 mA）、9 V（负载电流为+10 mA）、10 V（负载电流为-10 mA）以及11 V（空载）时,输出电压均满足设计指标。     

采用高性能负压电荷泵的AMOLED驱动DC-DC转换器

提出了一种采用高性能负压电荷泵的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)驱动DC-DC转换器.正输出电压(VOP)由升压转换器(BOOST)和线性稳压器(LDO)级联产生,BOOST中使用前馈方法改善线性瞬态响应,LDO保证了芯片在全负载电流范围内输出电压的纹波.负输出电压(VON)由一种新颖负压电荷泵电路产生,电荷泵仅由MOSFET构成以提高效率.提出了一种新型的转换负压的电平转换电路,降低了开关管导通电阻并提高了负压效率.采用突发(BURST)控制模式提高了轻载效率.芯片采用0.18 μm BCD工艺,其VOP和VON分别为4.6V和-2.4 V,工作频率为1 MHz,正常工作时的负载电流为0～ 50 mA,最大电源效率为89.4％.VOP和VON的纹波均小于7 mV,线性瞬态响应均为5 mV,负载瞬态响应分别为5 mV和20 mV.负输出电压在-0.6～-2.4 V可调,调整步长为0.1V.     

一种基于复合运放的线性锂离子电池充电器

基于复合运放,设计了一款新颖的线性锂离子电池充电器.该充电器根据锂离子电池充电的特性,采用三阶段充电法,即涓流充电(预处理),恒流充电(快充),恒压充电(充满).仿真结果显示,在4.5 V电源电压下,充电器实现了涓流充电电流80 mA,恒流充电电流800 mA,及恒定电压4.2 V的充电过程.另外,设计中利用充电功率管的栅极寄生电容作为充电环路的补偿电容,节省了芯片成本和面积.     

An omnipotent Li–ion battery charger with multimode control and polarity reversible techniques

The omnipotent Li–ion battery charger with multimode control and polarity reversible techniques is presented in this article. The proposed chip is fabricated with TSMC 0.35μm 2P4M complementary metal-oxide- semiconductor processes, and the chip area including pads is 1.5 × 1.5 mm². The structure of the omnipotent charger combines three charging modes and polarity reversible techniques, which adapt to any Li–ion batteries. The three reversible Li–ion battery charging modes, including trickle-current charging, large-current charging and constant-voltage charging, can charge in matching polarities or opposite polarities. The proposed circuit has a maximum charging current of 300 mA and the input voltage of the proposed circuit is set to 4.5 V. The maximum efficiency of the proposed charger is about 91% and its average efficiency is 74.8%. The omnipotent charger can precisely provide the charging current to the battery.     

New Compact CMOS Li-Ion Battery Charger Using Charge-Pump Technique for Portable Applications

This paper presents a new compact CMOS Li-Ion battery charger for portable applications that uses a charge-pump technique. The proposed charger features a small chip size and a simple circuit structure. Additionally, it provides basic functions with voltage/current detection, end-of-charge detection, and charging speed control. The charger operates in dual-mode and is supported in the trickle/large constant-current mode to constant-voltage mode with different charging rates. This charger is implemented using a TSMC 0.35-mum CMOS process with a 5-V power supply. The output voltage is almost 4.2 V, and the maximum charging current reaches 700 mA. It has 67.89% power efficiency, 837-mW chip power dissipation, and only 1.455times1.348 mm² in chip area including pads     

BTS660及其在电池智能检测与充电装置中的应用

针对电池智能检测与充放电过程中要进行大电流功率转换的需求,提出了一种利用高精度大电流功率开关来进行电池充放电过程中的大电流功率转换方案。采用Infineon Technologies AG公司生产的BTS660作为大电流功率转换器件,并利用2片BTS660级联来实现充放电过程中的控制,同时重点介绍了其在电池智能检测与充电装置中的应用,并给出了应用电路。结果表明：该方案中的电路工作稳定．并可实现在电压大T70V时的过压保护及短路电流为90A的过流保护,对实现充放电过程中的大电流功率转换起到了良好的转换和保护作用。     

一种全集成型CMOS LDO线性稳压器设计

设计了一种基于0.25μm CMOS工艺的低功耗片内全集成型LDO线性稳压电路。电路采用由电阻电容反馈网络在LDO输出端引入零点,补偿误差放大器输出极点的方法,避免了为补偿LDO输出极点,而需要大电容或复杂补偿电路的要求。该方法电路结构简单,芯片占用面积小,无需片外电容。Spectre仿真结果表明：工作电压为2.5 V,电路在较宽的频率范围内,电源抑制比约为78 dB,负载电流由1 mA到满载100 mA变化时,相位裕度大于40°,LDO和带隙电压源的总静态电流为390μA。     

一种DC/DC转换器的短路保护电路设计

针对负载短路会对DC/DC造成性能不稳定或损坏的情况,提出一种新型短路保护电路,有效地避免了传统电路在短路时大电流输出造成的能量浪费。该保护电路采用在负载短接时,通过改变电流限比较器输入端基准电压达到降低电路最大输出电流的措施。采用0.35 μm BCD工艺将该电路应用于一款高压同步BUCK型DC/DC转换器中,specter仿真结果表明,当负载短路时,该芯片的短路电流只有30 mA,与传统保护电路相比,降低了短路时的输出电流,达到节约能量的目的。     

一种动态补偿、高稳定性的LDO设计

设计并实现了一种动态补偿、高稳定性的LDO.针对LDO控制环路稳定性随负载电流变化的特点,给出一种新颖的动态补偿电路.这种补偿电路能很好地跟踪负载电流的变化,从而使控制环路的稳定性几乎与负载电流无关.设计采用CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,利用Cadence的EDA工具完成电路设计、版图绘制和流片测试,最终芯片面...     

开关型DC-DC控制芯片片上软启动电路设计

针对传统开关型DC-DC:控制芯片软启动电路需使用片外电容,且难以实现全片上集成的缺点,提出一种全数字方式实现的片上软启动电路,可实现软启动功能的全片上集成.集成了该电路的控制芯片具有启动平稳、对启动瞬间的电压过冲和电流浪涌具有良好抑制功能等特点.由于减少了芯片的引脚和省去了片外电容,还有利于缩小整机体积,降低系统设计...     

用太阳能电池供电的锂电池充电管理集成电路的设计

本课题研发成功了一款具有自主知识产权的集成电路芯片,该集成电路主要用于使用太阳能电池为锂电池充电的领域。其主要功能包括：利用太阳能电池对锂电池进行恒流/恒压充电;充电的过程中实时监测电池的温度,监测输入/输出电压,以保证安全有效的对电池充电;充电状态自动控制功能;芯片温度调制电路;根据太阳能电池的输出电流能力自动调整充电电流的功能。该芯片还具有集成度高,应用电路简单等优点。     

基于P3HT/PCBM异质结界面太阳能电池的理论及实验研究

根据整数电荷转移(ICT)模型理论分析基于P3HT为给体PCBM为受体的异质结界面,认为不同等效功函数衬底和电荷传输状态产生不同D/A界面特性。采用增加P3HT缓冲层PCBM缓冲层的方法,制备不同复合层本体异质结结构光伏器件,研究活性膜内组分变化对器件开路电压和短路电流密度的影响。结果表明增加缓冲层使器件的短路电流密度明显提高,从3.96mA/cm2分别增加到4.51mA/cm2和4.70mA/cm2,但对开路电压影响不大。