导通时间渐增的软启动电路

设计了一种控制开关管导通时间的软启动电路,消除了软启动过程中出现的浪涌电流和过冲电压,同时实现了启动时间的负载自适应,减少了轻载的启动时间.该电路可集成在DC-DC开关电源芯片中,有效地节省了应用电路板空间和元件成本.通过Cadence仿真验证,对于输入电压为3.6 V,输出电压为1.82 V的降压型开关电源,利用该启动电路,在启动过程中电感电流平稳变化,输出电压平滑上升无过冲;50 mA负载时启动时间为53μs,250 mA负载时启动时间为192μs.     

基于压电的传感器自供电系统设计方法

针对规模化养殖场通风状态监测的需求,设计风致振动压电俘能系统解决监测传感器自供电问题.自供电系统由压电俘能结构和能量管理电路组成,可将风能转换为电能.分析和测试结果表明压电式俘能结构可输出电压10.88 V,功率6.975 mW;LTspice软件仿真结果表明能量管理电路可实现电压转换,并稳定输出电压3.3 V.根据机械系统与电路系统的相似关系,对自供电系统整体建模,Matlab/Simulink软件仿真结果显示:压电俘能结构输出电压10.87 V、功率6.989 mW,自供电系统终端可输出3.3 V电压,结果与俘能结构和能量管理电路仿真、测试结果基本一致,说明系统整体建模正确,方案合理.通过现场测试,通风口处风速为2.6 m/s时,自供电系统能够输出电压3.3 V,为监测传感器稳定供电,该研究可在通风监测传感器自供电系统中广泛应用.      

嵌入式系统CMOS电路节能设计

利用蒙特卡洛理论分析CMOS电路无时延和有时延电路平均功耗间的关系,估计时延功耗平均值,然后将电源电压转换时间设置为给定的常数,电源单体任务调度依据电压下降的顺序进行调整,减少了电源电压转换次数,从而降低动态能耗和电压转换过程中的能耗,并以此为依据设计了基于蒙特卡洛的嵌入式系统CMOS电路节能模型.实验结果表明,该模型可以有效降低嵌入式系统CMOS的电路能耗,获得理想的节能效果.     

半导体桥长宽比对其发火性能的影响

该文研究了电容放电发火条件下,半导体桥长宽比对其发火的临界电压、发火时间以及发火所消耗的能量等性能参数的影响规律,借助于半导体桥的等离子体发火机理对实验结果进行了分析.结果表明:在半导体桥质量、掺杂浓度相同的条件下,长宽比对半导体桥的发火临界电压影响较小;而半导体桥的发火时间随着长宽比的增加而减小,发火所消耗的能量随着长宽比的增加降低.     

一种低压高精度基准电压源的设计

提出一种新型基准电压源,通过低阈值源跟随电路和新颖的启动电路实现输出的低压高精度.低阈值源跟随电路通过降低运放的输出阻抗减少系统增益,减少运放失调对输出电压精度的影响,同时低阈值耗尽型管的采用,降低了电源电压和基准电压间的压差,使得该结构可工作于低压系统中;启动电路通过实时监测基准输出电压,加速启动速度的同时消除输出电压过冲现象.该基准电压源已应用于一款线性稳压电源(Low dropout voltage regulator,LDO)中,并基于标准0.35μm CMOS工艺用Cadence的Spectre工具进行仿真验证.仿真结果表明:输出电压启动过程平缓无上冲,基准电压稳定输出为1.215 V@VCC≥1.5 V,静态电流为9 uA@6 V;在-40℃～100℃下,温度系数为26 ppm/℃,电源电压抑制比为85 dB@1 kHz;在电源电压为3 V～6 V下,线性调整率为4.57 ppm/V.     

一种指数补偿带隙基准源的设计

设计了一种指数型曲线补偿的带隙基准源电路.利用Bipolar管的电流增益随温度呈指数型变化的特性,有效地对基准源进行指数型温度补偿.电路具有较低的温度系数,并且结构简单;利用深度负反馈的方法,可有效地抑制电源电压变化给带隙基准源所带来的影响,提高了电源抑制比;为了加大电路的带负载能力,该电路增加了输出缓冲级.用spectre工具对其进行仿真,结果显示在-40 ℃～85 ℃的温度范围内,电路具有12×10-6/℃的低温度系数;当电源电压在4.5 V到5.5 V之间变化时,基准源电压的变化量低于85 μV.电路采用0.6 μm BICMOS工艺实现.     

一种双环路反馈控制电荷泵LED驱动器设计

针对电荷泵LED驱动器环路控制在不同工作模式下存在较大的输入噪声和较大的输出电压纹波的问题,基于TSMC0.6μmBCD工艺,设计实现了一种电压外环和电流内环的双环路反馈控制方案.其中多增益工作模式的电压外环有效地提高在不同输入电源电压下的效率;电流内环利用电流镜代替传统的可调电阻,实现了低噪声线性控制方式.两种控制环路的结合,既可有效减小电源电流的峰值,又可降低电荷泵的输出纹波,从而降低输入输出噪声.经留片测试,对于正向导通电压为3.4V的LED,电源电压在3.0～4.4V变化范围内,输出电压为3.6V,输出电流为400mA的条件下,所设计电路的最高效率可达90.1%.     

子母弹子弹引信自毁技术

子母弹子弹引信的发火率已成为世界各国目前最为关注的问题。由于母弹内装填子弹数量多,惯性触发引信所能达到的发火率已远不能满足子母弹的要求。该文在分析国内外提高引信发火率所采取的技术途径基础上,从提高子弹引信综合发火率角度,阐述了子弹引信增加自毁功能的必要性。在分析国内外子弹引信常采用的自毁形式基础上,介绍了利用弹道和碰及目标时旋转子弹离心环境特点实现离心自毁的2种不同结构形式,并分析其优缺点。     

一种自适应峰值检测电路的设计

针对传统闭环峰值检测电路不能准确检测出每一个峰值的缺点,设计了一种自适应峰值检测电路. 利用输入信号的斜率作为控制信号,控制采样保持电路实现峰值检测. 该电路确保检测与峰值同步,对峰峰时间间隔不定的信号都能够准确检测出每一个峰值,并具有检测误差小、电压下降率低等优点. 设计采用CSMC 0.5 μm工艺,在5 V电源供电下,检测误差小于0.3 mV,电压下降率小于1.68 μV/μs,应用频率范围20 Hz~1 KHz,最小可分辨峰峰时间间隔为5 μs,整体电路功耗14.7 mW.     

10 Gbit/s 0.18 μm CMOS激光驱动器的集成电路

为了得到低电压、低功耗、高速率的激光驱动器电路,采用0.18 μm CMOS工艺设计了10 Gbit/s的激光驱动器集成芯片.电路的核心单元为两级直接耦合的差分放大器和电流输出电路.为扩展带宽、降低功耗,电路中采用了并联峰化技术和放大级直接耦合技术,整个芯片面积为0.94 mm×1.25 mm.经测试,该芯片在1.7 V电源电压时,最高可工作在11 Gbit/s的速率上;当输入10 Gbit/s、单端峰峰值为0.3 V的信号时,在50 Ω负载上的输出电压摆幅超过1.7 V,电路功耗约为77.4 mW.进一步优化后,该电路可适用于STM-64系统.     

一种低频压电俘能器准静态分析与能量收集试验

针对环境中的低频振动能量,基于低频悬臂梁压电结构,建立了压电俘能器的准静态振动模型,并通过数值仿真与试验对其进行了验证.结果显示,数学模型与数值仿真及试验结果相吻合.当该结构在一阶谐振（58.9 Hz）状态,且激励加速度10 m/s2时,结构开路输出电压可达86.3 V,最大输出功率为27.5 mW.另外,针对压电俘能器的能量存储问题,采用LTC3588-1芯片,设计了相应的能量采集电路,并进行了超级电容充电试验.结果显示,对0.22F 5 V超级电容充电6 000 s可达到3.6 V电压.      

财政分权对城乡收入差距的影响—基于区域技术创新的遮掩效应

设计了一种太阳能手机壳。以太阳能电池板作为发电装置,采用LM2596-5V稳压电路将太阳能板输出的电流电压转换为手机充电所需的5V电压,降压稳压电路的电压输出端连接Micro USB接口或Type-C接口,将该接口置于手机壳的正下方,手机充电口直接插入该接口,即可将手机接入充电电路,无需充电线即可为手机充电,极大地方便人们的出行。     

一种高性能的BiCMOS带隙基准电压源

提出了一种新颖的利用负反馈环路以及RC滤波器提高电源抑制比的高精密CMOS带隙基准电压源．采用上海贝岭的1．2μm BiCMOS工艺进行设计和仿真,spectre模拟表明该电路具有较高的精度和稳定性,带隙基准的输出电压为1．254V,在2．7V-5．5V电源电压范围内基准随输人电压的最大偏移为0．012mV,基准的最大静态电流约为11．27μA;当温度-40℃-120℃范围内,基准温度系数为1mV;在电源电压为3．6V时,基准的总电流约为10．6μA,功耗约为38．16μW;并且基准在低频时具有100dB以上的电源电压抑制比（PSRR）,基准的输出启动时间约为39μs．     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

基于自动检测与动态补偿的DC-DC转换器抗单粒子加固设计方法

以Boost型转换器为例进行了DC-DC转换器对单粒子瞬态的敏感性分析,研究了单粒子瞬态对环路响应的影响. 基于对环路敏感节点的分析,采用电路与系统级的片上自动检测方法及时获取单粒子能量,进而转化为动态补偿的参数,实现了对不同单粒子能量下的瞬态特性改善. 基于商用0.18 μm BCD工艺,完成了一款高可靠Boost型转换器电路设计、版图设计与物理验证. 实验结果显示,输入电压为2.9~4.5 V,输出电压为5.9~7.9 V,负载能力为55 mA,系统在单粒子瞬态效应的作用下,输出电压的最大波动不超过1 mV,抑制能力达到86.07%以上,能够抵抗LET=100 MeV·cm2/mg的单粒子轰击.      

压电能量俘获系统建模及仿真

针对压电悬臂梁结构能量俘获系统进行建模,利用电路系统和机械系统的相似关系,将压电俘能结构模型等效为电路系统模型;为建立压电能量俘获系统完整模型,基于LTC3588-1为核心的能量转换电路等效为降压及整流电路,并利用LTspice软件仿真验证该等效电路的正确性.在Matlab/Simulink系统中搭建压电能量俘获系统整体模型并进行仿真,根据仿真结果对模型参数进行优化.通过对实验数据对比、分析,验证系统模型的合理性,结果表明系统可以稳定输出3.3 V直流电压,最佳阻抗匹配条件下,输出功率为2.6 mW.      

2.5V 19-ppm/℃的带隙基准电压源设计

论文在分析传统带隙基准源的基础上,设计了低电压输出的带隙基准电压源电路.采用Charter 0.35μm标准CMOS工艺,并用Mentor Graphics公司的Eldo仿真器对带隙基准电压源电路的电源特性、温度特性进行了仿真.该带隙基准电压源的温度系数为19-ppm/℃,在室温下当电源电压2.0~3.0 V时,基准电压源输出电压为(915.4±0.15)mV,功耗小于0.2-mW.     

馈能悬架的多模式智能控制策略

针对主动悬架耗能而限制其在电动汽车中的应用问题,采用永磁(PM)直线电机作为主动悬架系统的执行机构,建立了整车动力学模型,研究了车辆动力学性能与能量回收能力之间的关系。基于最优控制理论设计了主动悬架LQG控制器,采用层次分析法(AHP)和粒子群优化(PSO)方法优化了控制器设计参数,提高了车辆动力学性能和能量回收能力。为了实现模式切换,提出了一种新的多模式切换控制策略。在控制策略中引入舒适性因素,该因素可由驾驶员调节或根据车辆行驶状态进行选择,从而实现了不同模式下的策略切换。仿真结果表明,所提出的多模式切换控制策略显著优于传统主动悬架控制模式,从而全面提升了整车动力学性能和能量再生能力,为悬架馈能控制策略提供指导。     

可修调高稳定性RC振荡器设计

设计了一种广泛应用于开关电源的可修调高稳定性单边锯齿波RC振荡器。采用芯片内部5 V线性稳压电源供电,用外部电阻电容确定振荡频率,加入电阻修条技术以调整由于工艺容差引起的振荡电路放电时间的变化。在输入电压为4.9～5.1 V,温度范围为-55℃～125℃,以及三个电阻工艺容差的情况下,进行了HSpice仿真,结果表明,同一工艺条件下振荡器周期的最大偏差为2.8。使用1μm双极工艺流片,振荡电路测试结果表明,频率偏差仅为1.8。     

新型在线式UPS拓扑

基于Z源逆变器,提出了一种新型在线式UPS拓扑.该拓扑无需使用工频变压器,即可实现理想市电的输出,从而减小了电源体积,降低了成本,且还可带感性负载;增加了一个Buck/Boost充放电电路,采用额定电压较低的蓄电池,进一步减小了电源体积,同时降低了充放电电路中开关管的电压应力;在输入端增加Boost型APFC电路,提高了输入功率因数,减小了对电网的谐波污染.仿真实验和结果验证了该拓扑的正确性和有效性.