MasterDrive变频器使用外加斜坡给定的研究与应用

西门子MasterDrive变频器内部带有一个复杂功能的斜坡发生器,用于将阶跃给定增加斜坡后发给速度调节器。在某些场合比如设备需要复杂起动特性的时候,变频器需要接收外加的带斜坡的速度给定,这就需要对其进行特殊的设置。本文对外加含斜坡速度给定信号进行了分析,并提出了处理方法,最后举例说明了该方法的实际应用情况。     

峰值电流控制开关电源的反馈补偿问题研究

针对电流控制模式降压型开关电源芯片,探讨了输入电压的不同以及工作温度的差异造成对输出带负载能力和峰值电流的影响。在电流反馈回路的斜坡补偿模块中,加入随输入电压线性变化的基准电流源,以补偿不同输入电压对采样与斜坡补偿峰值电压造成的差异。此外,对反馈环中的比例电阻采用不同的工艺制作,通过电阻的温度系数补偿由采样电阻随温度变化所造成的采样电压的变化,减小温度对电路的带负载能力和峰值电流的影响。改进后,在相同环境温度下,4．7V到30V输入时,输出最大负载电流差异由2A降为0．5A。电阻改进后,从27℃到150℃,输出最大负载电流几乎不变。     

斜坡电流测试应用与比较方法研究

讨论了斜坡电流测试的相关参数如电流斜坡速率、步长及电流倍增速率对测试结果击穿电荷具有的严重影响。指出斜坡电流测试中各个参数的设定、影响及其相关性,使斜坡电流测试的结果具有可比较性。同时,讨论了由于斜坡电流测试本身的特性,击穿电荷具有非连续性,针对击穿电荷的非连续性,提供了一种统计上的数据处理方法,并且根据工程上不同的定性比较结果提供了不同的统计比较方法,可以对非连续的斜坡电流测试结果进行定量的统计比较。在产品验证或生产线出现异常时,能够进行统计上的比较,给出定量的结果。据此能对生产线的稳定性或异常事件对产品的影响给出明确的结论,为受影响的产品的处置提供定量的数据支持。这是首次对斜坡电流测试数据的统计定量分析。     

一种用于时延积分CMOS图像传感器的10 bit全差分双斜坡模数转换器

为了满足时间延时积分(TDI)CMOS图像传感器转换全差分信号的需要,同时符合列并行电路列宽的限制,该文提出并实现了一种10 bit全差分双斜坡模数转换器(ADC)。在列并行单斜坡ADC的基础上,采用2个电容的上极板对差分输入进行采样,电容下极板接2个斜坡输出完成量化。基于电流舵结构的斜坡发生器同时产生上升和下降斜坡,2个斜坡的台阶电压大小相等。该电路使用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计实现,ADC以19.49 kS/s的采样频率对1.32 kHz的输入进行采样,仿真得到无杂散动态范围和有效位数分别为87.92 dB和9.84 bit。测试显示该ADC的微分非线性误差和积分非线性误差分别为–0.7/+0.6 LSB和–2.6/+2.1 LSB。     

基于Simulink的滑模软起动器仿真研究

提出了一种滑模软起动装置,构建了斜坡起动、限流起动、转矩控制起动和分级变频起动四种软起动模型.通过滑模控制,使软起动装置能够满足在不同工作场合下电动机的起动要求,进而扩大软起动装置的使用范围.在Matlab/Simulink环境下对该软起动控制装置进行建模仿真.     

直流和脉冲工作的VDMOS可靠性试验

基于恒定电应力温度斜坡法(CETRM),对工作于直流状态和脉冲状态下的VDMOS功率器件进行可靠性研究,考察了器件阈值电压、跨导以及导通电阻的退化情况,得出在两种工作状态下均是跨导为失效敏感参数。在直流工作状态下,VDMOS失效激活能为0.57~0.68 eV,寿命为7.97×105~1.15×107h;在脉冲工作状态下,VDMOS失效激活能为0.66~0.7 eV,寿命为4.3×105~4.6×106h。对跨导的退化机理进行了分析。     

DC/DC模块中功率器件的寿命预计方法

模拟开关电源DC/DC模块内部电路为开关电源中的功率器件—垂直导电双扩散MOS(VDMOS)和肖特基二极管(SBD)—提供恒定电应力,并对其施加温度应力进行加速寿命试验。采用恒定电应力温度斜坡法(CETRM),对开关电源中功率器件VDMOS和SBD的可靠性进行评价;对其失效机理一致性进行分析,计算其失效激活能;并在失效机理一致的范围内外推正常使用条件下的寿命,为开关电源整体可靠性评价提供依据。     

一种适用于Boost电路的自适应斜坡补偿电路

设计了一种适用于峰值电流模式Boost电路的自适应斜坡补偿电路。电路通过动态检测Boost电路的输入输出电压,产生随Boost电路开关控制信号占空比变化的斜坡电压,实现补偿斜坡斜率的最优化。由于本设计采用了高精度减法器,斜坡补偿精度得到提高,在消除次谐波振荡、提升Boost电路稳定性的同时,将补偿对Boost电路的负面影响最小化,保证了Boost电路的带载能力和动态响应速度。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺完成电路设计和版图绘制,并进行了后仿验证,结果显示,工作电压为3.3 V时,在不同工作条件下,随着开关占空比的变化,补偿斜率可以实现自适应调整,与理论最佳补偿斜率的误差范围仅为1.39%～2.33%。     

用于列ADC电路的斜坡发生器设计

设计了一种用于CMOS图像传感器列级模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)电路的10位斜坡发生器.详细介绍了电路的整体结构、工作模式以及仿真结果.在电路中采用了两级转换的方式,并设计了电阻阵列式多路斜坡发生器.在Cadence设计平台下,对模拟电路进行了设计、仿真和版图设计.采用0.5μm双层多晶三层金属(Double Poly Triple Metal,DPTM) CMOS工艺对电路进行了制作.仿真结果表明,该设计基本满足相关要求.     

薄栅氧化层斜坡电压TDDB寿命评价

随着超大规模集成电路的不断发展，薄栅氧化层的质量对器件和电路可靠性的作用越来越重要。经时绝缘击穿（TDDB）是评价薄栅氧化层质量的重要方法。文章着重于薄栅氧化层TD-DB可靠性评价的斜坡电压试验方法的研究，基于斜坡电压实验，提取模型参数，分别利用线性场模型和定量物理模型，外推出工作电压下栅氧化层的寿命。通过分析斜坡电压实验时氧化层的击穿过程，提出斜坡电压实验时利用统一模型外推栅氧化层的寿命比较合适。