基于临界导通模式的功率因数校正芯片设计

针对中等功率电器功率因数校正的需要,设计了一种基于临界导通模式的升压型(boost)功率因数校正芯片.该芯片集成可编程过压保护、可编程限流保护等多种保护电路,内设待机功能和自启动电路,通过电压控制环路和零电流检测电路实现了临界导通模式控制策略,固定升压输出.当负载为轻载时,通过将芯片的ZCD引脚接地,从而令芯片进入待机状态,减小了功率损耗.电路采用0.4μm BCD工艺,芯片面积为1.186 mm×1.172mm.仿真结果表明:输入电流接近正弦波并与输入电压同相位,实现了功率因数校正的目的;在12V供电电压下,芯片静态功耗约为31mW.芯片己经成功流片.     

脉宽控制器开关稳压电源电路设计

系统基于开关电源的工作原理,采用SG3525PWM脉宽控制器实现对Boost升压斩波电路稳压输出。SG3525片内集成有5．1V基准电压源（精度可达到5．1±1％V）、双门限比较器（与外部的接口电路构成搌荡器）、温度补偿电路、过流保护电路、两级差分放大器等。该系统电路主要包括整流滤渡电路、Boost升压斩波电路、过流保护电路、稳压反馈电路、PWM控制电路和显示电路部分。开关电源输出电压可以实现在28V-37V之间平滑调节。为了能使系统获得安全稳定运行的条件,又增加了系统电路保护自锁单元。     

一种带保护电路的低功耗LDO

为了保护芯片不受电源电压起伏的影响,设计了一种应用于移动多媒体广播(CMMB)的带保护电路的低功耗低压降线性调节器(LDO);为了保证LDO的反馈环路在所有负载电流下均稳定,采用低增益、低输出阻抗的buffer来驱动输出管,使环路的相位裕度都高于40°;为了避免输出管在过流和过热时损坏,设计了过流保护电路和过热保护电路:过流保护电路将过载的电流限制在150 mA;过热保护电路包含滞回功能,在温度高于145℃时,过热保护电路将LDO关断,当温度低于125℃时,LDO重新打开。LDO的输入电压范围为1.5～3.3 V,输出电压为1.2 V。LDO采用0.35μm CMOS工艺设计,共消耗30μA的静态电流,最大负载电流为80 mA。芯片面积为380.2μm×198μm。     

高频PWM DC/DC 转换器设计

设计了一种基于2．5μm 40V双极工艺的高频低功耗的PWM升压型DC／DC转换芯片．采用了恒定频率、电流模式的控制结构以提供优秀的电源和负载稳压．同时内部的电流监视电路可以保护功率开关以及连接到芯片上的外部元件．通过对开关脉冲宽度的调节,加快了升压速度,减小了稳压状态的输出纹波,提高了转换效率．仿真结果表明,在2．7～12．0V的输入电压范围内,芯片的开关频率为1．2MHz,开关电流限制值为1．2A,转换效率可达85％以上．使用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹波,在很小的电路板面积上产生大电流输出,降低了电路尺寸和成本．     

雪崩光电二极管反向偏压电路设计及仿真

为解决雪崩光电二极管正常工作时需要的直流反向偏压问题,提出了利用电感式升压电路的设计方法.该方法利用开关管、单电感、电容、电阻对5V直流电进行升压,结合555芯片组成的压控振荡器产生频率信号,控制开关管的导通与关断,并利用反馈电路控制压控振荡器的频率,同时采用Multisim9进行仿真.仿真结果表明,当输入电压为5V时,输出电压为160.096 V且保持稳定不变,解决了雪崩光电二极管在正常工作时需要在阴极加上很高直流反向偏压的问题.     

雪崩光电二极管反向偏压电路设计及仿真

为解决雪崩光电二极管正常工作时需要的直流反向偏压问题, 提出了利用电感式升压电路的设计方法。该方法利用开关管、 单电感、 电容、 电阻对5 V直流电进行升压, 结合555芯片组成的压控振荡器产生频率信号, 控制开关管的导通与关断, 并利用反馈电路控制压控振荡器的频率, 同时采用Multisim9进行仿真。仿真结果表明, 当输入电压为5V时, 输出电压为160.096 V且保持稳定不变, 解决了雪崩光电二极管在正常工作时需要在阴极加上很高直流反向偏压的问题。     

一种低功耗、高性能BICMOS DC-DC限流电路的设计

采用0.6μm BICMOS工艺,设计了一种高性能、低功耗的限流电路,并成功地将其应用于一款高效率、宽输入电压范围的DC-DC升压型开关电源管理芯片中.该电路作为整个芯片的核心模块,主要由限流比较器、软启动和斜坡补偿电路组成,其中限流比较器引入了动态偏置的思想,提高了电路性能,降低了功耗.分析了各个电路的设计原理和过程,并给出了芯片的仿真和测试结果.结果表明该比较器在电源电压为3.3 V时,增益达117 dB,总静态电流仅15μA.     

新型无源无损单周控制的高功率因数整流器

设计一种新型单相高功率因数整流器.主电路采用无源无损缓冲网络来实现主开关管的零电流开通和零电压关断,控制电路采用基于单周期控制的CCM型功率因数校正芯片IR1150作为主控芯片.分析单周期控制的功率因数校正与无源无损网络的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块如升压储能电感、无源无损网络、EMI滤波器和噪声干扰的抑制等进行分析与设计.研究结果表明:该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,无需传统PFC电路所需的乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器,简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积,功率因数可达0.992.     

一种新型升压三电平逆变器

为了研制输出纹波小、高效的单相光伏逆变器,提出了新型三电平升压逆变器.将串并联二极管电容网络与传统Boost升压电路相结合,配合后级桥式逆变电路,可实现输入48 V直流电压,输出有效值220 V交流电压.分析了新型三电平升压电路的工作原理,并进行了实验验证.结果表明,该新型三电平逆变器结构简单,与其他三电平逆变电路相比较,其电路具有较明显的优势,在实现三电平逆变的同时,实现可调升压,使用较少的开关器件,有较高的效率.     

面向FLASH存储器应用的电压自举电荷泵电路设计

基于SMIC 0.18μm 1P6M工艺,设计出一款面向FLASH存储器应用需求的开环电荷泵升压电路。该电路主要由振荡电路、分频电路、非交叠时序电路、电荷泵和高压选择电路组成。为实现电荷泵电压的自举,本设计采用高电压选择电路和开环无反馈结构电荷泵,通过调整电容比值,满足不同的输出升压需求。仿真结果表明,在电源电压为1.8 V、内部开关时钟频率为50 kHz、带载为5 mA的条件下,电荷泵的输出电压为3.3 V,纹波仅为10 mV,升压效率高达96%。与其他电荷泵相比,本设计提高了输出效率,可满足不同输出升压的需求。     

基于开关电源的智能电瓶车充电系统研究

为解决现今市面上使用的电瓶车充电系统的充电电压与电瓶车型号不匹配而对电瓶车电容产生损害的问题,提出一种新型电瓶车充电系统。该充电系统使用NCP1654 作为核心控制芯片,采用开关直流升压电路( Boost: Boost Converter or Step-up Converter) 拓扑作为主电路,利用新型碳化硅半导体器件作为主开关器件,完成了电瓶车充电系统中交流转直流部分的设计制作。供电侧的交流电压从180 ～ 260 V 变化时,设备均可正常运行。此智能电瓶车充电系统输出两路直流电压42 V 和27 V,最大输出电流均为2 A,负载调整率为0． 1,输出噪声纹波电压峰-峰值小于1． 5 V。充电设备中有可靠的保护电路,可以防止启动时尖峰电压和浪涌电流对电路的冲击。考虑到电瓶车充电系统的用户体验感,选择触摸屏作为操作界面。此外,利用STM32 开发板检测输出电压电流,控制充电系统输出电压幅值。经测试,该电瓶车充电系统各项指标都达到了设计要求,可投入使用。     

一种高效率的开关稳压电源设计

本开关稳压电源采用高效率的开关控制芯片MAX1771加MOS管实现BOOST升压电路,可大大提高效率,并具有步进调整电压和过流保护功能,整体系统电路构成简单,具有很高的稳定性和可靠性。     

一种单相弧焊逆变器的功率因数校正电路

为了进一步改善单相弧焊逆变器的电磁兼容性能力,在传统的弧焊逆变器基础上,增加功率因数校正电路。功率因数的主电路采用常规的升压电路,控制方式采用常规的电压负反馈和平均电流负反馈的双闭环控制策略;采用无损吸收电路,降低升压电路功率开关器件的应力,提高变换电路的效率,降低变换电路电磁干扰。文中讨论了工作原理,并制作5 kW弧焊逆变器。实验结果表明,变换器获得了高功率因数,大大地降低了器件的开关应力。     

磁力起动器中低压、单相、自保护式漏地闭锁方案

本文分析了国内外现有的各种漏地闭锁方案,指出:提高检测电压,一般并不能发现电压性绝缘不良现象,也不能提高检测灵敏度,加上漏地闭锁电路对抗干扰无特殊要求,故过高的检测电压是不可取的.考虑到对漏地检测电路的安全火花要求以及人身门限电压值,漏地检测电压应选择在35V左右为合适.磁力起动器中负载绝缘的检测不同于供电干线绝缘的检测,完全可以采用单相取样方式.不同于传统的延时式保护方法,我们从理论与实验证明了采用自保护式电路的可能性.因此在磁力起动器内采用低压、单相、自保护式漏地闭锁方案将优于高压、三相、延时式漏地闭锁方案.     

基于TPS61200的太阳能电能收集充电器设计

太阳能电池板在不同太阳光照射下,输出电压变化范围大,受此影响,传统的太阳能充电器通过简单的降压方式或者升压再降压的方式充电,电路转换效率低,并且只能在较强的光照下才能工作,太阳能利用率低。利用TI公司生产的智能电源管理芯片TPS61200设计了电能收集充电器,该充电器能根据太阳能电池板输出电压大小进行升压、降压电路的自动切换。实际测试表明,该电路输入电压为1.2～5.5 V,最大充电电流达1.2 A,电路最低转换效率不低于72%,最高转换效率达92%以上,即使在很微弱的光照条件下,也能对太阳能电池板输出的电能进行收集并对锂电池进行充电,太阳能利用率较高。     

基于LM3423的太阳能LED路灯驱动器的设计

本文针对传统太阳能路灯电源系统的特点,分析其升压电路所存在的问题,提出采用NI公司的LM3423芯片,设计升压LED驱动器,避免任何漏电流流入LED灯,为LED提供真正的短路保护功能,提高升压效率,延长电池寿命。     

一种智能高效逆变电源的设计研究

本文介绍一种将电池直流电压升压后再通过桥路转换成交流220V电压输出电路,经PIC16F73单片机进行控制,使它具有市电掉电检测、空载定时关机、过载保护等智能的功能.     

基于单稳态电路的PFM控制器设计

在分析脉冲频率调制(PFM)对开关电源轻负载效率提升的基础上,设计了一款新颖的PFM升压DC-DC转换器控制芯片,内部采用独特的低压偏置产生电路和单稳态电路,结构简单(仅有21个双极型晶体管--BJT(bipolar junction transistor),它与外接高性能元件配合构成驱动LED(lightemitting diode)的高效升压电路.HSPICE仿真结果表明:在BCD-0.6 μm-30 V工艺下,最低工作电压只需0.9 V,效率高达94 %以上,达到了设计预期的结果,具有很好的应用前景.     

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.     

基于DSP实现的单相高效整流器

PWM整流器具有单位功率因数,谐波含量低,能量可逆传送等特点。介绍了单相全桥的高效整流器的电路拓扑结构和工作原理,针对单相电路直流侧二次纹波电压的特征,系统采用纹波电压补偿的方法;对于网侧电流的控制则采用了响应速度较高的定频滞环电流控制策略。给出了以TMS320F2407为控制芯片的系统硬件和软件实现过程,给出的实现思路对工程实际有一定的指导意义。