一种高摆率低功耗无片外电容的LDO设计

本文介绍了一种低功耗的无片外电容快速响应的低压差线性稳压器(LDO),用于数字电路供电.该LDO采用电流型跨导运算放大器,克服了传统运算放大器摆率和静态电流之间的矛盾.提出了一种瞬态增强电路,既可以动态地调整误差放大器偏置,同时也能够直接对调整管栅极电压进行调节,增强了负载瞬态响应性能.该LDO基于28nm CMOS工艺,面积为55×42μm2.输入1.1V,压差约为100mV,最大负载电流50mA.静态电流为5μA,在负载电流变化率为49.9mA/μs的情况下,恢复时间为2.5μs,过冲电压和下冲电压均小于100mV.     

LDO稳压器中动态频率补偿和限流保护的研究

.文章针对LDO稳定性的问题,提出了一种内部动态频率补偿电路,使LDO线性稳压器的稳定性不受负载电容的等效串联电阻的影响,其单位增益带宽也不随负载电流变化而改变,大大提高了瞬态响应特性;采用Hynix 0.5μm CMOS工艺模型对电路进行仿真;此外,该电路在实现动态频率补偿的基础上又加入了系统的过流保护功能,当负载电流大于限制电流时,LDO不能正常工作;当负载电流小于限制电流时,又自动恢复到正常工作状态。     

采用AB类源跟随器的无片外电容快速瞬态响应LDO

文章提出一种快速响应、高稳定性、无片外电容的低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO),应用于无线能量传输系统中的接收端电源管理.采用电容耦合方式感知负载变化,可以有效检测输出端负载跳变,在负载瞬间跳变时增大功率器件栅极电容的充放电电流,具有摆率增强的作用,增强瞬态响应.缓冲级采用AB类超级...     

一种用于光电标签的高电源抑制比的低压差线性稳压器设计

高电源抑制比低压差线性稳压器(LDO)采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺进行流片,电路中采用偏置电流提升技术、偏置复用等技术来降低LDO的功耗.为保证LDO的稳定性,电路采用密勒补偿技术增强系统的相位裕度.同时,采用前馈结构来提高在低静态电流时LDO的瞬态响应.输入电压为光电池所提供的2 V电压,输出电压为1.8 V,该稳压器的最大负载电流约为13 m A.当负载电流为2 m A时,电源抑制比约为-67d B,其带宽在6 k Hz左右.稳压器的静态电流约为32.2μA,芯片面积为320×224μm~2.     

用一种新的补偿方法实现低压差线性稳压器

使用一种新的频率补偿方法设计了一种100 mA低压降CMOS线性稳压器(LDO).所设计的LDO仅使用了一个PMOS管进行补偿,无需使用电路内部其他的补偿电容和补偿电路就能保持稳定.使用0.18 μm工艺仿真结果表明,设计的LDO使用4.7 μF的负载电容,具有高的PSRR和很好的瞬态反应特性,在负载电流从0 mA跳变到100 mA以及从100 mA跳变到0 mA的时候,输出的变化小于8 mV,反应时间小于1μs,且在1kHz的时候PSRR为-72.3 dB.     

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.     

单片集成低静态电流低压差线性稳压器设计

设计了一款静态电流小、驱动能力大、环路响应快的单片集成低压差线性稳压器,重点介绍了误差放大器、补偿电路和瞬态响应增强电路的设计方法.误差放大器的输入管采用共源共栅结构,输出级采用推挽电路,可提高放大器的驱动能力;补偿电路使用共源共栅补偿方法,补偿电容约1pF,环路相位裕度大于60°;瞬态响应增强电路采用动态偏置结构,使稳压器输出电压的上过冲有明显改善,提高了瞬态响应性能.稳压器的输出不用接片外电容,在片内集成50-100pF的电容即可稳定工作.     

一种自适应补偿的宽输入LDO设计

提出了一种基于CSMC 0.35μm HV40V标准CMOS工艺,输入范围4.5~24V的自适应宽输入的低压差线性稳压器.输出稳定在4V.LDO系统中输出级加入自适应网络,保证系统在全负载范围内稳定性.此外系统采用超级源随器作缓冲器,引入了简单的负反馈,隔离了运放输出和功率管栅端,提高了系统稳定性.经Spectre软件仿真验证,当负载电流从1μA变化到20mA时,开环相位裕度为80.81°,交流仿真曲线体现了补偿良好的极点跟随性.     

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。     

低功耗自适应偏置无片外电容低压差稳压器

设计了一款低功耗自适应偏置无片外电容低压差线性稳压器.为了解决由于设计和工艺中存在不匹配造成每级误差放大器不同类型输入管的反型系数在自适应偏置下变化不同步问题,提出了由循环折叠共源共栅放大器和跨导提高放大器构成的误差放大器结构,同时采用推挽输出结构提高了对功率管的驱动能力.该无片外电容低压差稳压器采用嵌套密勒补偿和自适应偏置,解决了轻负载时的稳定性问题,同时提高了轻负载下的电流效率.芯片采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计,版图面积为0.019 9 mm2.蒙特卡罗后仿真的结果表明,其负载电流范围为10 μA～100 mA,最大负载寄生电容为100 pF,最小负载下静态电流为1 μA,负载调整率和电源调整率分别为3.5 μV/mA和0.372 mV/V.设计的低压差稳压器具有低功耗、无片外电容、面积小的优点,是片上系统中电源管理知识产权核的良好选择.     

车载超高速永磁无刷电机驱动器

超高速永磁无刷电机因其低电感和高换相频率而普遍面临转子与定子过热的困扰,而发热的一个重要原因是进行脉冲宽度调制(PWM)引起的高频电流谐波.对于逆变器处直接斩波调速方式,需要通过提高斩波频率以减小电流谐波.但对于像燃料电池汽车空压机用10 kW级电机驱动器,现有功率开关器件无法同时满足开关频率和功率的要求.因此在逆变器处斩波调速并不是驱动超高速永磁无刷电机的理想方案.为了减小定转子损耗,本文从减小电流谐波的角度出发,设计了一台前置Buck变换器无位置传感器控制方波驱动器.通过反电动势滤波电路以及换相位置补偿角的优化设计将无位置控制的适用范围扩展到3000~100000 r·min-1,对开发过程中遇到的关键问题进行了分析并提出了相应解决方案.最后,通过实验验证了该驱动器的控制性能.     

基于超级电容的交直交牵引供电系统及控制策略

针对传统电气化铁路中无功、谐波、负序等电能质量问题和电分相问题,并考虑牵引负荷的冲击性,提出一种由多端口交直交(AC/DC/AC)变流器、牵引变压器及超级电容储能构成的牵引供电系统及控制策略.牵引变压器的二次侧分别通过两个整流端口与变流器中的单相整流器相连,将整流器的直流母线并联引出,变流器的逆变端口连接在牵引网上;超...     

单元件高低浓度甲烷传感器的设计与应用

为解决当前矿用高低浓度甲烷传感器在测量切换点误差大、功耗大、零点漂移严重等问题,提出了一种基于单元件的高低浓甲烷传感器的设计方法。系统输入为21V电流本安电源,并通过高效率低冲击电流的开关电源降压芯片给信号处理电路供电。利用AT89C52单片机进行信号处理,性能可靠,价格低廉。实验结果表明:该系统不仅能准确测量甲烷浓度,而且能远距离传输、成本及功耗低、实时性强、可靠性高。     

滞环两态电流调节器工作频率分析及控制

从理论和试验两方面分析了影响电机传动系统中滞环两态电流调节器工作频率的主要因素。由此提出一种稳频控制技术,该技术直接将滞环两态电流调节器的工作频率作为正反馈信号,通过动态控制滞环两态电流调节器的滞环宽度随其工作频率成正比变化,达到降低变流器直流端输入电压或电机转速变化的影响、稳定滞环两态电流调节器工作频率的目的。从而极大地提高了电机传动系统的可靠性,并且抑制了其可能出现的混沌运动现象。     

基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略

针对以风电和波浪能发电为主电源的孤岛型海岛微电网,提出一种基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略。储能元件采用改进的下垂控制实现类似于电力系统一次调频的有差调频,根据其荷电状态及最大充放电功率,动态调整下垂控制运行点以及下垂控制系数,既能将微网频率偏差控制在合理范围内,又能防止电池储能系统过充过放;利用海水淡化负荷的可控性,将频率偏差引入其转速控制环,实现类似于电力系统二次调频的无差调频。在Matlab/Simulink下搭建了孤岛型海岛微电网的仿真模型,并对不同运行场景进行了仿真验证。结果表明,基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略可以有效地分配系统功率差额,维持海岛微电网的频率稳定。     

采用无功补偿提高中小功率柴油发电机的性能指标

中小功率发电机采用自动电压调节器调节励磁电流具有电压稳态调整率小的特点,但是发电机带感性负载的电枢反应使得电压波形畸变率加大,本文阐述中小功率单相柴油发电机采用自动调速和无功补偿的双闭环控制,通过样机性能实测表明发电机具有电压波形畸变率小、电压和频率调整率小的特点,具有工程实用性。     

小功率通用开关稳压电源的分析与设计

利用芯片TOP249Y为核心来设计开关电源电路,详细讨论了电路的工作原理和高频变压器的参数计算,输出整流滤波电路,稳压反馈电路.本设计电路效率很高,体积小,能省去工频变压器.同时实现输入欠压保护、过压保护、从外部设定极限电流、降低最大占空比等功能.     

一种适于自动综合的高性能双极型运放的超级电路

为了实现高性能运算放大器设计自动化的首要环节——“超级电路”的构造，讨论了适于宽带、高速、低功耗、低失真等高性能双极型运算放大器的基本电路模块。介绍了如何用这些模块构造适于自动综合的“超级电路”，用该“超级电路”综合了诸如低功耗、宽带和低失真之类的运算放大器，验证了该方法。给出了用该“超级电路”实现低功耗运放自动综合的实例。     

超级电容直流电源的研究

针对目前小型电器电源充电缓慢的问题,提出了将超级电容直接作为小型电器的直流电源,以实现大电流快速充电和稳定放电的良好性能。在未来作为便携式电器设备的直流电源,具有很好的发展前景。通过对超级电容的结构原理进行分析,验证了其作为电源的可行性。对Boost电路进行了理论分析,选用Boost电路作为超级电容供电电路中DC/DC控制部分的拓扑结构,选用PID控制器对主电路进行了控制。最后,在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型并与实际测试电路的试验数据进行了对比,验证了控制策略的可行性和高效性。     

平抑风电功率波动的双配置混合储能系统控制策略

风电功率具有波动性,不利于电力系统正常运行,因此构建了由两组超级电容器和两组蓄电池组成的双配置混合储能系统,用以平抑波动。两组超级电容器根据实时荷电状态交替补偿高频正、负功率波动,分别处于充、放电状态;当任意一组达到荷电状态上限约束值或下限约束值,则同时切换两组超级电容器的充放电状态,保证其处于不同的工作状态。两组蓄电池采用同样的控制策略,用于补偿低频正、负功率波动。最后,对某风电场历史数据进行仿真分析,结果表明,该方案可有效提高储能装置利用效率,降低其容量配置;并且大幅度降低了储能装置充放电切换次数,提高了循环使用寿命。