可防误翻转高精度欠压锁存电路设计

在分析传统欠压锁存电路(UVLO:Under voltage lockout)工作原理的基础上,利用VIS 0.4μm BCD工艺设计一种具有防误翻转功能的高精度欠压锁存电路。该电路由3部分组成,以带隙比较器为核心,引入具有迟滞特性的防误翻转电路以保证欠压锁存信号能安全可靠地输出,并通过调整带隙基准的温度特性保证欠压锁存阈值精度,最后经过放大输出电路放大后,输出稳定的欠压锁存信号。采用Cadence软件对所设计的电路进行仿真。研究结果表明:在-40~125℃范围内欠压锁存阈值偏差最大为100 m V,阈值分辨率可达10-5 V,在3~5 V工作电压下,防误翻转电路开启阈值为2.95 V,能有效防止欠压锁存电路误翻转。该电路的设计理念和仿真结果有助于后期电源芯片的开发。     

一种具有长复位延时的上电复位电路的设计

为满足大规模So C系统对长复位延时的需求,提出了一种带有掉电检测功能的低功耗新型上电复位(POR)电路.该POR电路采用Charted 0.35μm CMOS工艺,电源电压为3.3 V,稳态工作电流仅为10μA,版图面积为130μm×110μm.仅用一个p F级的片上电容,就可以实现100 ms以上的复位延时,并且使用基准电流源,使得复位延时随温度变化不明显,当温度从-40℃变化到90℃时,复位延时从108.32 ms变到98.95ms,变化小于10%.     

高速低功耗CMOS动态锁存比较器的设计

提出一种高速低功耗动态锁存比较器,电路包含预放大器、锁存比较器和SR锁存器3部分.采用一种新的锁存比较器复位电路,该电路仅由一个P沟道金属氧化物半导体(PMOS)管构成,实现电荷的再利用,减小了延迟,降低了功耗.SR锁存器输入端口的寄生电容为锁存比较器的负载电容,对SR锁存器的输入端口进行改进,避免由于锁存比较器的负载电容失配导致的输入失调电压偏移的问题.电路采用TSMC 0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现.结果表明:电源电压为1.8V,时钟频率为1GHz时,比较器精度达0.3mV;最大输入失调电压为8mV,功耗为0.2mW;该比较器具有电路简单易实现、功耗低的特点.     

基于STM32微控制器的数控稳压稳流电源设计

基于STM32微控制器设计了数控稳压稳流电源.该电源由数控模块、稳压稳流调整模块与LCD显示模块组成,采用STM32调整和控制稳压稳流调整模块的工作状态及监测电路的输出电压电流的大小,再经过运算放大器隔离放大、输出控制功率管的基极,随着功率管基极电压的变化,集电极输出不同的电压和电流.实验表明,电源输出的最大相对误差为0.25%,具有较高的精度,其输出稳定,受负载变化影响小.     

一种微弧氧化逆变电源控制系统

为满足微弧氧化工艺要求,设计出一种两级逆变式微弧氧化电源,介绍了该电源的控制系统.它以高性能DSP作为控制核心,通过调节输出两组4路PWM (脉宽调制)信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路.功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压的调节,通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形.同时,该电源控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能.试验结果表明,该控制系统可以实现精密、稳定的电源控制,提高电源的适应能力.     

一款精度高、响应速度快的电流检测电路

提出一种应用于电流模的PWMDC-DC转换器系统、利用senseFET作电流检测器件的新颖的电流检测电路。该电路结构简单,易于集成,具有功耗低、频率特性好、响应速度快、不降低电源系统的工作效率等优点。同时,该电路在很大的负载电流范围内实现高精度的电流检测功能。芯片利用CSMC0.5μm 2p3M 3.3V CMOS工艺实现。这款降压芯片能够在1.2～2MHz的频率范围内将输入的2.5～5.5V的直流电源电压转换为1.5V的稳定直流电压输出,完全适用于单节锂电池电源的系统。在50～600mA的负载电流范围内,测试检测电流的精度最高可达到97.75%。     

二极管钳位三电平逆变器电源设计

介绍了一种基于DSP的二极管钳位三电平逆变电源设计．主电路前级采用推挽电路升压整流,为后级提供稳定的直流母线电压．后级采用二极管钳位三电平逆变电路,产生稳定的220V／50Hz交流电压输出．电源采用数字化控制,驱动信号由DSP计算产生．逆变器工作于恒压模式,采用电压电流双闭环PI控制策略,通过PI算法调节三电平逆变电路的驱动占空比来实现闭环控制．最后制作了1kW的样机进行验证,实验证明,方法可行,具有好的应用前景．     

非易失存储器数据安全性研究

在应用非易失存储器AT24C64过程中，发现丢失数据的原因是由于CPU在上电与断电过程中，欠电压导致CPU失控，输出端口产生无数个干扰脉冲，干扰脉冲的组合生成了AT24C64的有效写命令，于是破坏了AT24C64的数据．该研究从两方面采取措施：（1）使用CD4051，CD4024的组合条件来控制AT24C64的写允许门-↑WTP，如同给写允许门—-↑WP加锁；（2）采用上电与断电时电压监测电路，一旦电源电压低于4．7V时，使CPU复位，消除CPU失控状态，以保证AT24C64的3根信号线稳定，进而保证了内部数据的安全性．     

应用于锁相环中的锁定检测电路设计

设计一种应用于锁相环(PLL)中的锁定检测电路(LDC).该电路采用移位寄存器的方式,当连续18个时钟周期内检测到锁定时,输出通过正反馈置为高电平.同时,在该电路中加入复位及强制锁定端口,采用SMIC 28nm CMOS标准工艺库实现.仿真结果表明:当电源电压为0.9V,参考频率在10~100 MHz范围内时,均可完成锁定检测.     

一种自给基准参考电压的前置稳压器设计与研究

设计1种可实现自给基准参考电压的前置稳压器.提出1种新的电路结构,该电路结构由前置稳压电路和基准参考电压产生电路组成.前置稳压电路输出稳定电压为芯片其他模块提供稳定电压,基准参考电压产生电路输出与电源无关的基准参考电压,作为前置稳压电路的参考电压,通过反馈机制,实现稳定输出,从而为芯片在供电电压波动较大的情况下,提供稳定电压.采用BCD工艺模型对电路进行仿真,仿真结果证明此种稳压器的线性调整率为0.008%,负载电流由0上升至100 m A时,负载调整率是1.18%,当频率为10 k Hz时,电源纹波抑制比为-58 d B,频率为40 k Hz时,抑制比为-29.7 d B.     

基于新型直流牵引供电系统的变下垂控制策略

与传统交流制式牵引供电系统相比,基于模块化多电平换流器的中压直流(medium voltage direct current based on modular multilevel converter, MMC-MVDC)牵引供电系统具有电能品质高、供电距离远以及便于分布式可再生能源系统和储能系统接入等诸多优势。针对传统下垂控制下MMC-MVDC牵引供电系统中存在的输出电压跌落、功率分配不平衡问题,提出一种变下垂控制策略。该方法在传统下垂控制中引入下垂扰动量和电压补偿量,利用一致性算法根据各所输出电流得到下垂扰动量实时动态调节下垂系数实现负载功率在各所之间的均匀分配,同时各所输出电压的平均值稳定在额定值附近且偏移量较小。该策略在保证电能质量的同时提高了牵引变电所容量的利用率,在负荷突变时该系统也能较快地重新达到稳态,具备良好的动态特性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了两牵引变电所模型,将提出的控制策略与传统下垂控制进行对比,仿真结果验证了该策略具备较好均流特性的同时能够基本无差地跟踪输出电压参考值,保证MMC-MVDC牵引供电系统的安全、稳定运行。     

一种高气压金属卤化物气体放电灯用新型电源的原理研究

提出一种用于高气压金属卤化物气体放电灯供电电源的新型主电路拓扑,不需设置专门提供起燃脉冲的高压脉冲发生器,只须改变电路工作频率,即能满足这类灯在起燃、负阻运行、稳态运行各阶段对电源不同输出特性的要求,电路结构简单,装置体积小,在负载稳定运动后,电源输出特性近似电流源,开头器件电流幅值较低,并可实现零电流换相,讨论了这种电源的工作原理和系统结构,并给出了模拟负载的PSPICE仿真和实验室试验结果,表明其完全符合电路的工作原理和设计思想。     

一种用于脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的高增益检波器

设计了一个用于非相干脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的能量检波器.该检波器包含了输入匹配模块、平方电路、翻转电压跟随器-电流检测电路、跨导级以及输出缓冲器.平方电路运用饱和区晶体管的平方律特性对输入差分信号进行平方,所得到的输出电流由翻转电压跟随器-电流检测电路转换成电压.跨导级对该信号进行放大并积分得到所接受的能量.测试结果可以看出,当输入信号的峰峰值超过60mV时,在高达300 MHz的频率下检波增益可以达到10 dB.而最小检测幅度为13 mV,此时的检波增益为5 dB.在移除输出缓冲器之后,输出脉冲的幅度将增加一倍.不计及测试焊盘,芯片面积为0.23 mm×0.3 mm.电路由一个1.8 V的电源供电,核心电路电流为3.5 mA.该检波器已成功应用于开关键控方式的接收机以实现高速宽带通信.     

一种新型的零电压过渡全桥软开关电路的研究

指出了移相全桥型零电压开关ＰＷＭ变换电路的缺点,在此基础上提出了一种适合大功率开关电源的零电压过渡全桥软开关电路,分析了电路的工作原理,通过实验研究验证了电路的可行性,并测定了效率．     

通信电源变换器轻重负载切换效率优化

针对轻重负载直流电转直流电（direct current direct current，DC DC）的转换效率不高，传统LLC电路控制方式无法满足5G通信电源能耗要求这一问题，采用LLC最佳谐振频率段临界值触发母线电压调压的控制策略，提高通信电源在轻重负载切换的工作效率，优化DC DC变换器。该方法主要利用LLC谐振频率对母线电压进行调制，降低因负载变化而导致LLC电路失去副边二极管的零电流关断（zero current shutdown，ZCS）。Matlab仿真实验结果表明，该方法能把LLC电路的开关频率稳定在最佳工作点附近，并能够保持副边二极管的ZCS，使其在全负载范围内的效率提升了41%。     

多输出直流稳压电源设计

该直流电源提供多个以固定式三端线性集成稳压器为核心的直流电压输出,适合为放大器等模拟控制系统供电,同时该电源还提供一个基于MC34063的可调式开关电源,具有效率高、带负载能力强等特点,适合为单片机等数字控制电路供电．该电源系统结构紧凑、性能稳定,可满足多种工作电压系统的需求．     

新型高速低功耗CMOS动态比较器的特性分析

为了降低sigma-delta模数转换器功耗,针对应用于sigma-delta模数转换器环境的UMC 0.18 μm工艺,提出1种由参考电压产生电路、预放大器、锁存器以及用作输出采样器的动态锁存器组成的新型高速低功耗的CMOS预放大锁存比较器.该比较器中输出采样器由传输门和2个反相器组成,可在较大程度上减少该比较器的功耗.电路采用标准UMC 0.18 μm工艺进行HSPICE模拟.研究结果表明:该比较器在1.8 V电源电压下,分辨率为8位,在40 MHz的工作频率下,功耗仅为24.4 μW,约为同类比较器功耗的1/3.     

FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源设计

据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统对非对称脉冲电源的要求,提出了一种FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源的设计方案。该方案依托于通用的半桥电路,辅之以Atmega16为核心的PWM生成电路、可靠的栅极驱动及高压功率MOSFET动态静态保护电路。该电源输出非对称方波幅值达2kV,当频率为200kHz,功耗仅为90W。测试结果表明该设计方案实际可行,能满足FAIMS检测系统的工作需求,且具有电路结构简单、频率占空比可调、功耗低等特点。     

一种高性能的低压CMOS带隙基准电压源的设计

提出一种新型的芯片内基准电压源的设计方案,基准电压源是当代数模混合集成电路以及射频集成电路中极为重要的组成部分。为满足大规模低压CMOS集成电路中高精度比较器、数模转换器、高灵敏RF等电路对基准电压源的苛刻需要,芯片内部基准电压源大部分采用基准带隙电压源。研究并设计了一种低功耗、超低温度系数和较高的电源抑制比的高性能低压CMOS带隙基准电压源。其综合了一级温度补偿、电流反馈技术、偏置电路温度补偿技术、RC相位裕度补偿技术。该电路采用台积电(TSMC)0.18μm工艺,并利用Specture进行仿真,仿真结果表明了该设计方案的合理性以及可行性,适用于在低电压下电源抑制比较高的低功耗领域应用。     

全桥LLC串联谐振X光机高压直流电源

针对X光机电源的全桥移相拓扑结构存在占空比丢失问题,提出一种全桥LLC串联谐振变换器与单相双向对称倍压整流电路相结合的高频高压X光机电源。在主电路中,采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路;从理论上分析了零电压软开关工作条件,建立主电路基波等效(fundamental harmonic approximation,FHA)模型,并对主电路的参数进行设计。仿真结果表明：输出电压可以在40～120 kV内连续可调,不存在占空比丢失;输出电压上升时间短、纹波小。证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。