一种用于低压差稳压器的过流保护电路

提出了一种用于低压差稳压器的过流保护电路,该过流保护电路基于SMIC 180 nm CMOS工艺,采用1.8V供电电源,在不影响原有LDO功率管管压降的同时,提高了输出电流的采样精度,限制LDO功率管的最大输出电流及LDO输出电压过低时降低功率管的电流输出。达到过流限后,负载电流与功耗下降比成正相关,负载电流越大,整体功耗下降越多。随着负载电流的增加,至触发电流折返之前,功耗下降比由0%开始逐渐提高至20%～30%;电流开始折返后,功耗下降比由20%～30%开始逐渐提高至99%。在负载电流未达到电流折返的临界点时,LDO瞬态性能不受影响;在负载电流达到电流折返临界点时,输出电压下降约500 m V,但其余瞬态性能不受影响。     

空间矢量控制的三相四桥臂逆变器建模与硬件实现

在三相负载不平衡时,传统逆变器无法控制三相输出电压达到平衡状态,因此运用三相四桥臂结构控制零序电压和电流来应对不平衡负载。通过对三相输出电压进行解耦,并增加了电压和电流的双环控制,使得空间矢量调制(SVM)对逆变器控制的稳定性增强,提高了动态响应特性,运用Matlab/Simulink进行建模仿真,分模块搭建了仿真模型,仿真达到了预期应对不对称负载和负载突变的效果,并结合仿真模型算法部分编写了DSP程序,实验观察SVPWM波形,验证了算法的合理性和有效性。     

精密微电弧焊接逆变电源的设计

为了提高微电弧焊接过程中的电流控制精度和小电流稳定性,设计了一种精密微电弧焊接逆变电源.该电源在传统钨极氩弧焊电源的基础上加入了基于数字信号处理器的全数字化控制系统,采用有限双极性控制方法实现了全桥逆变电路的软开关.文中还介绍了电弧负载的电特性,分析了焊接工艺对电源电气特性的要求,设计了直流和脉冲两种波形控制方案,阐述了电源系统的软件流程及控制算法.结果表明:通过精确控制电流、时间、频率、脉宽等输出参数,可实现对输出能量的精密控制,且波形一致性较好;采用积分分离PID控制算法,可实现电弧"起弧-燃烧-收弧"过程的柔顺过渡,提高小电流输出时的电弧稳定性.     

一种提高电源抑制率的线性稳压器设计

提出了一种高电源抑制率的低压降线性稳压器.该线性稳压器采用基于二极管负载的跨导运算放大器消除电流补偿型带隙基准中电流纹波;通过自给偏压的方式提高静态工作点的稳定性.在TSMC 0.13 μmCMOS工艺下进行了流片,测试结果表明,最小输入电压为1.313V,稳定输出电压为1.2V,最大负载电流为70 mA;在满负载时,测得100 Hz和10 kHz时的电源波纹抑制率(PSRR)分别为-65 dB和-68 dB,功耗电流为93 μA,电源效率为91％;核心芯片面积为0.034 mm2.     

磁共振成像系统中梯度放大器前级电源的非线性控制

为了实现磁共振成像系统中梯度放大器前级电源对负载电流阶跃的高速响应,提出了一种单电压环非线性PID控制器,该控制器的控制参数是基于误差变化的指数函数。为了进一步提高性能,在此非线性PID控制器的基础上,增加了一个电流内环比例控制器。在一台120V/30A的前级电源样机上进行了实验验证,将这2种控制策略对负载电流阶跃时输出电压动态响应结果与系统的动态物理极限进行了对比。实验结果表明:所设计的电压电流双闭环非线性控制器比单电压环非线性PID控制器有更好的动态响应性能,更接近系统的动态物理极限。     

提高中频电源熔炼速度的一种实用电路

根据影响中频电源熔炼速度关键问题的分析，在电源主电路器件允许的条件下，通过负载变化自动调节反压时间，实现了电源输出功率最大，达到了提高中频电源熔炼速度的目的，并给出了实现电路。     

具有快速动态响应的单位功率因数PWM整流器

ＰＷＭ整流器的负载发生变化时，若仅仅通过电压调节器进行调节，直流输出电压会出现较大的波动，系统的响应速度较慢。在分析直接电流控制的单位功率因数整流器工作原理的基础上，得出整流器的一阶惯性模型，并设计出负载电流的前馈控制器，较好地抑制了在负载变化时直流输出电压的波动，提高了系统的动态响应速度。仿真和实验结果验证了本方案的正确性。     

一种带输出电压反馈的恒流驱动IC设计

在应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)背光的发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器中,传统设计的DC-DC电路是根据最大负载设计DC-DC电源,在负载有偏差的情况下,系统效率低下,且发热导致额外功率损失.针对传统电路不能动态调节输出电压的缺陷,提出一款新型的LED驱动器的设计.芯片采用恒流驱动模式,通过脉冲宽度调制(pulse width modnlation,PWM)数字模块控制,达到高灰度显示的要求;同时提供一个可级联的反馈电流输出端,配合DC-DC转换器,调节DC-DC的输出电压,以保证恒流输出驱动电压的同时,限制芯片功耗的增加.芯片测试符合设计要求,性能稳定.     

半主动式结构的蓄电池-超级电容器复合电源

为减弱脉动负载对蓄电池循环寿命的影响,设计了一种应用于脉动负载的半主动式蓄电池-超级电容器复合电源.将蓄电池组经过一个双向DC-DC功率变换器与超级电容器组并联,从而向脉动负载供电.复合电源系统的控制目标是:在负载脉动的情况下,使得蓄电池的输出电流几乎恒定,其幅值等于负载的平均电流,而超级电容器主要承担负载电流中的动态分量,从而延长蓄电池循环寿命.分别对半主动式和被动式蓄电池-超级容器复合电源在MATLAB 7环境下进行建模和仿真.仿真结果表明,采用半主动式结构的复合电源相比于被动式结构,其蓄电池组的放电电流更平滑、放电过程得到了优化.     

高效率、低功耗直流电压转换器芯片的设计与实现

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)模式的高效率、低功耗直流电压转换器的设计方法.电路在负载电流大于60 mA时采用开关频率1 MHz的PWM工作模式,在负载电流小于60 mA时采用开关频率降低的PFM工作模式,实现了在0~250 mA负载电流变化范围内的高转换效率.当输出电压达到预计输出电压的102%时,电路自动进入待机状态,使得静态工作电流降低.芯片采用CSMC公司的0.5μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明:该电路可实现PWM和PFM模式供电以及两种模式之间的平稳过渡,具有较好的负载和线路电压调整,其输出电压的误差小于±2%,最大静态工作电流小于15μA,最大转换效率达92.6%.     

基于非晶氧化物TFTs的反相器设计

针对单极型非晶氧化物薄膜晶体管(TFT)逻辑电路存在较大功耗等问题,提出一个采用动态负载的三级架构反相器.该反相器基于Pseudo-CMOS(伪互补金属氧化物半导体)拓扑结构,采用由输出信号驱动的动态负载替代Pseudo-CMOS反相器中的二极管连接负载,使输入级的输入管与负载管驱动信号互补,实现反相器零静态电流,并弱化了功耗与摆幅的制约关系.基于TFT的电流公式,讨论了反相器中晶体管的宽长比对输出摆幅和功耗的影响,通过优化晶体管的宽长比进一步提高输出摆幅,降低电路功耗.在Silvaco软件中仿真验证结果表明:在相同的工艺条件下,与Pseudo-CMOS反相器相比,采用动态负载的三级架构反相器输出摆幅提高了13.13%,并显著降低了静态电流.     

汽油机发电机组控制系统的设计

汽油发电机输出电压的稳定性是评价发电机性能的一个重要指标。为了提高汽油发电机输出电源的品质,本文提出了转速反馈加电流补偿的控制方案来解决中小型汽油发电机输出电压及汽油机转速的稳定性问题,给出了详细的系统方案选择依据及软件、硬件设计。实验结果表明该方案不仅简单、精度高,而且可以快速响应负载的变化,具有一定的实用价值。     

一种用于光电标签的高电源抑制比的低功耗无片外电容低压差线性稳压器

介绍了1种无片外输出电容结构的低压差线性稳压器(LDO).该结构采用TSMC 0.18μm标准CMOS工艺设计,利用体调制效应,提高了LDO的稳定性和其瞬态响应.电路的面积为300×165 μm~2,基于Cadence仿真,其最大负载电流为10 mA,输入电压2 V,输出电压为1.8 V.当负载电流为1 m A时,静态电流和电源抑制比分别为83.8μA和-82.6 d B.     

实用高精度数控直流电流/电压源

采用以串调稳压电路为基础，单片机电流／电压监控系统为核心的双闭环控制方法，既提高了数控直流电源输出电压的稳定性，叉保证了调节电流的精度，实现了用稳压电路输出稳定电流的直流电流源。为提高输出控制分辨率，采用单片机自动换档电路粗调与D／A0832细调配合使用方法．保证了输出高精度要求。电源还设置了RS232接口，可与计算机连接构成智能程控电源。该电源结构简单，元器件价廉．易扩展．实用性强。     

电源电压对伺服放大器动态特性的影响

针对常用的电流并联负反馈放大器,研究电源电压对伺服放大器动态特性的影响。建立伺服放大器的线性模型和考虑饱和特性的非线性模型。利用两种模型研究阶跃信号输入时,电源电压变化对伺服放大器控制电流建立时间的影响。随着电源电压的增大,控制电流建立时间减小,当电源电压达到伺服放大器额定控制电流所对应的输出电压的３￣４倍以上时,电源电压对提高伺服放大器动态性能的作用明显减弱。若考虑伺服放大器效率及电源功率等因素     

数控直流电流源

采用高性能单片机C8051F020作为数控直流电流源的控制和测量核心,实现了电流设置、控制、输出、测量和显示.采用C8051F020内部的两路12位DAC电压输出,通过通道切换方式实现大电流和小电流的高精度指标要求;采用C8051F020内部的A/D实现负载电流的采样.通过控制继电器选择合适的主电源电压,提高了电源效率.系统还通过保存电流设置值,实现了普通旋钮仪表的位置调节记忆功能.     

太阳能电池板串并联特性的实验研究

为了更好地利用太阳能,把相同型号光照强度接近的不同个数的太阳能电池板串联、并联、混联,用实验方法研究其特性.结果表明,不论是太阳能电池板串联、并联,还是混联接法,最大输出功率比单个太阳能电池板最大输出功率大,填充因子明显增大;随着串联电池板个数的增加,与单个电池板相比较,短路电流基本不变,电源的恒流效果更好,最佳负载电阻增大,电源的开路电压增大,对于较大的负载,输出功率增大,但是对于较小的负载,输出功率基本不变;随着并联电池板个数的增加,与单个电池板相比较,电源的短路电流增大,开路电压基本不变,最佳负载电阻减小,负载较大时,输出功率基本不变,但是对于较小负载的输出功率增大;电池板混联连接时,与单个电池板相比较,开路电压和短路电流都增大,对负载的输出功率增大.     

简单内置式低压降线性稳压器设计与分析

设计了一种高精度、宽输入电压范围LDO线性稳压器。电路采用0.6μm BCD高压工艺,所需版图面积小,可内置在功率放大器等系统级芯片中作为内部电源使用。与传统方法相比,该电路在频率补偿、输出瞬态响应等关键指标参数上有所改进,输出级作为内部供电电源所需具备的稳定性精度为±1.2%,最大输出负载电流为30mA。     

基于双闭环控制技术的开关直流稳流电源

应用双闭环反馈控制技术,改善系统的动态性能,提高输出精度,设计了一台120A/95V的直流稳流电源,它由UC3875管理,工作频率为25 kHz.电源的输出电流精度好于1×10-5,且稳定性好、瞬态响应快.     

一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿型LDO

为了提高低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO)在全负载电流范围内的稳定性，提出了一种采用电流缓冲器的反嵌套密勒补偿结构(reverse nested miller compensation with current buffers,RNMCCB)的LDO，外部补偿环使用电流镜作为反相电流缓冲器，内部补偿环使用共栅级放大器作为电流缓冲器。该补偿结构不需要额外的晶体管，保证了LDO的负反馈性质;引入两个左半平面的零点，增加了电路的相位裕度。仿真结果表明，在轻载(1mA)至重载(600mA)、输出电容为0.1~5μF环境下，最小相位裕度为38°，输出电压的下冲为10.6mV，上冲为11.7mV，达到设计要求。