新型National系列半导体电源芯片分析综述

分析了基于National系列的半导体电源芯片.这一系列新型电源芯片大致可以分为两大类:低压差线性稳压器(LDO,low-dropout regulator)和开关稳压器.LDO是电流控制型稳压器,其输入-输出压差降至0.5～0.6 V以下,相对传统的三端稳压器它具有更高的性能.它是一个自功耗很低的微型片上系统,具有极低的静态电流,稳压十分精确,外围应用电路十分简单方便.且它具有极低的自有噪音和较高的电源纹波抑制,具有快捷的使能控制功能,给它一个高(或者低)的电平可使它进入工作状态或睡眠状态,具有较好的性能/功率比,最适合用于需要低噪音和节电的电子设备.而开关稳压器的特点是高效节能,它代表着稳压电源的发展方向,现在已成为稳压电源的主流产品.开关电源内部的关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达80%～90%,比普通线性稳压电源提高近一倍.此外,开关工作频率高,滤波电容、电感数值较小,因此开关电源具有重量轻,体积小等特点.由于功耗小,机内温升低,从而提高了整机的稳定性和可靠性,而且其对电网的适应能力也有较大的提高.这些芯片采用先进的制作工艺,体积极小,适用于各种便携设备,如移动手机、掌上/膝上电脑等.本文将分析芯片的各项输入输出参数、功能及典型应用电路.     

用于智能锁的超低功耗系统的设计与应用

为解决现今指纹锁的高性能和低功耗之间的矛盾,提出了一种基于双核架构的嵌入式系统,采用TI公司AM437x高性能处理器移植识别算法;具有超低功耗的AVR单片机MEGA8微控制器作为主控芯片,以控制非接触启动、红外灯、电机驱动等外围设备,保证系统具有较低的待机功耗.通过设置主控芯片的超低功耗睡眠模式,使得系统大部分时间处于低功耗状态,利用非接触式启动模块控制高耗能识别模块仅在需要的时候上电启动,从而大大降低系统的功耗.综合测试表明,系统休眠时MCU静态工作电流低至1.51μA,唤醒时电流优化至3.3mA,8节干电池使用寿命为638d.相比现有设计方法,兼具更低的功耗和更高的性能.     

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。     

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.     

开关电源的电磁抗干扰设计

1.引言开关电源有以下优点:(1)效率高、功耗小,它的效率在80%～95%。(2)允许电网电压波动范围宽,输出稳定性好,效率与电压的波动范围与基本无关。(3)开关电源不使用电源变压器,滤波电容小、体积小、重量轻、机内温升低,稳定性和可靠性高(4)开关电源电路中易引入过压、过流保护电路,保护电路灵敏可靠。由于开关电源具有这些优点,它已广泛地应用到现代家电产品和仪器仪表中。但开关电源工作在高频开关状态,脉冲前沿陡,谐波多,具有较高的电流变化率(di/dt)和电压变化率(dv/dt),因而在工作过程中会产生的严重的电磁干扰。本文分析电磁干扰的三个途径:干扰源;传播途径,易感设备,提出开关电源电磁抗干扰设计。     

基于低反馈电阻技术的LED照明驱动芯片设计

在开关电源中,输出电压反馈电阻的大小正比于其消耗功耗.为提高芯片系统效率,提出了低反馈电阻技术,低反馈电阻技术关键在于产生低的参考电压与反馈采样电压进行误差放大.给出了低至18 mV的基准电压电路的设计过程和仿真结果,设计了一种基于双极型、互补型、双扩散金属氧化物半导体 (BCD) 1.6 μm工艺的功率LED照明驱动芯片以验证低反馈电阻技术.系统仿真结果表明:电路的运行效率高达95.6 %,输出电流纹波系数为(2.14 %)/V.     

智能自动断电节能插座方案

叙述了智能自动断电节能插座可以监测用电设备的工作时间、电压、电流、功率、功耗,可以设置自动断电的电压、电流、功率、功耗、时间,当设备达到设定的待机参数后自动断电,实现零功耗。     

基于P89C51单片机的多功能节电开关装置设计

本文介绍了一种能消除家用电器待机能耗的多功能节电开关装置。该装置主要由单片机、电流互感器、继电器、集成运放、电子元器件、通用市电插头和插座等组成;具有监测电器待机状态、限定电器待机时间、定时器和通用市电插座等功能;工作稳定可靠、功耗小、成本低、适用范围广等特点;能消除因电器长期处于待机状态造成的电能损失。     

基于ICE2A180Z芯片的PWM型开关电源的设计

给出了用集成芯片ICE2A180Z设计的20 W开关电源的完整电路方案,并对测试结果进行了分析.实验证明该电路具有体积小、重量轻、频率高、功率密度高,运行稳定的特点,可望在服务器待机电源中得到合理运用.     

开关电源的谐波及其抑制

开关电源是一种性能很好的电源,它的体积小、重量轻、功耗小、效率高、调整范围宽．但是,目前的开关电源由于直接对市电进行桥式整流电容滤波,输入电流是一串串尖窄的脉冲,因而含有丰富的谐波,使电路的功率因数变低并对电网产生污染．本文对开关电源的存在问题进行了分析,并提出了一些改进方法,以供参考     

采用5G技术的低压备自投装置的投切和通信方案

为提高低压配电网的供电可靠性,降低通信成本,在低压配电网的环网单位结构基础上,采用通信环网数据传输方式和模型映射规则,并考虑同一母线备自投相互备用的投切逻辑,提出基于5G通信技术的低压备自投的投切和通信方案。方案中备自投随联络线进行配置,一条母线由两个备自投进行控制,环网架构中所有备自投需要的信息,经过模型数据映射处理好数据后通过5G发射端传入通信环网中。在接收通过5G技术传输的状态参数等数据后,低压备自投在母线失压、进线无流且同一母线的另一备自投无动作的情况下进行投切,即使在一侧备自投数据接收有误或者拒动时,该方案仍能够保证供电可靠。时延特性分析与计算表明,该方案的通信时延满足低压备自投通信要求,方案具有可行性。     

基于单片机实现的移动终端电源管理设计

从硬件电路和软件程序两方面描述了一种用单片机实现手持设备电源管理设计方案:设备关机后,待机电源为掉电模式的单片机供电,使用电源开关按键产生中断实现设备开机;设备开机后,单片机和CPU模块通过串口传输控制命令和状态信息,实现外设电源的动态控制和设备关机;使用查询方式判断电源开关按键的关机动作,通知CPU模块和实现设备的强制关机.这种方法为不具备电源管理的电子产品增加此项功能提供了借鉴.     

同步整流器驱动方式对开关电源效率的影响

在低电压大电流输出的开关电源中，输出整流器的功率损耗是影响效率的关键因素，本文详细地分析了在采用功率ＭＯＳＦＥＴ实现整流输出的同步整流中技术中，同步整流器的驱动方式对电源效率的影响，指出采用控制驱动的方式可比自驱动方式获得更高的效率。     

大功率开关电源的并联运行

主要讨论开关稳压电源的并联设计与制作,此电源具有功耗小,效率高,输出电流稳定以及输出功率大等优点,是大功率电器的理想电源。设计的是半桥式稳压电源,采用TL494集成块作为控制器,先用TL494集成块脉宽调制控制主电路的输出电路的输出电压保持不变,然后对主从电路输出进行采样,同时输入给高精度比较器,再用另一个TL494集成块脉宽调制控制这个比较器的输出结果,来调节从电路的输出电压,使主从电路的输出电压相等,产生80V、200W的输出。然后将两个这样的电源通过比较控制后关联起来,得到大功率（400W）的稳压电源。     

逆变式空气等离子切割电源的研究

根据空气等离子切割要求，设计了一种新型逆变式切割电源，采用IGBT作逆变开关元件，开关通断接PWM方式控制，用输出电流偏差和开关元件峰位电流共同控制脉冲宽度，试验表明该电源性能稳定，达到了设计要求。     

变频电源与工频电源间的同步切换控制

阐述了电机由变频电源驱动同步切换到工频电源驱动的必要性及切换方式,介绍了一种切换器的组成原理。实验结果表明：该切换器较好地实现了由变频电源到工频电源的同步切换,切换电源平滑,且切换器结构简单,工作可靠。     

配电网中接线方式与备自投选取原则的探讨

变电站有多种接线方式,一般分为多电源、双电源、单电源和单主变等.不同的接线方式和负荷状况适合配置不同的备自投方案.通过对电网接线方式和常见备自投动作情况的分析,得出变电站配置进线备自投、分段备自投和主变备自投的原则.     

一种电流谐振PFM 软开关DC-DC 变换器

采用谐振电路和PFM开关结合组成电流谐振开关，实现DC—DC功率变换，给出了功率变换电路及其控制电路。用这种方式设计的200W开关电源效率高、控制电路简单，经实际使用，性能稳定可靠。     

SCR谐振逆变在低压大电流开关电源中的应用

电源作为各种用电设备的重要组成部分,其性能的优劣对设备的工作状态会产生直接的影响。首先介绍了一种可控硅（SCR）谐振式变换电路的工作原理,之后通过结合理论计算、仿真分析及实验测试的方法,证明了将该逆变电路应用在低压开关电源中设计方法的可行性,且在论文最后给出了在带载1200W、输出电流为20A时开关管阴极与阳极之间电压的仿真波形及实验波形。这种开关电源最大的特点是：整个开关电源只采用一个可控硅来实现逆变,因而器件少,电路结构非常简单,可靠性强,易小型化,为大功率开关电源的设计提供了一个很好的解决方案。