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%.     

全负载下实现高效率的DC-DC转换器芯片设计

首先讨论了DC-DC转换器的功率损耗源,根据重载情况下PWM控制效率高而轻载情况下PFM控制效率高的特点,提出了全负载下实现PWM/PFM自动切换以降低功耗、提高电源效率的控制方法.将相加模式PWM、跳周期和限流相结合的PFM整合于一个系统中,使整个系统高效协调地工作,并在较大的负载变化范围内均具有高效率的优点.系统采用0.5 μm CMOS工艺实现,对系统的仿真结果表明,系统正常工作,成功实现了PWM/PFM的自动切换,性能指标达到了设计要求.     

一种多模式AC/DC控制芯片的设计

根据QR、PWM、PFM模式及绿色模式在特定负载下才具有高效率的特点,提出了一种多模式工作的准谐振反激式AC/DC控制芯片设计方案.通过分别控制导通时间与开关周期,并根据负载的轻重情况,芯片自动切换成4种工作模式.通过芯片内部的多模式功能,克服了准谐振模式在轻载及待机状态下效率较低的问题.整个芯片基于1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺设计.SpecterS的仿真结果表明:在全负载下实现模式的自动切换,具有较高的转换效率,适合使用于负载变化范围较大的AC/DC变换器.     

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.     

基于混合模式调制下的DC/DC转换器芯片设计

DC/DC转换器是分析供电方式中使用最频繁的部件,本文采用PFM和PWM混合模式对DC/DC调制,该方法能够最大限度的适应负载电流的波动。通过对芯片主要模块的介绍以及对电路进行仿真,结果表明该芯片能够达到较好的转换效果,达到预期效果。     

应用于便携设备背光的DC2DC转换器

在分析提供手机白光二极管(LED)背光的DC2DC转换器应具有高效率、低功耗、低电流等特性的基础上,设计了一款芯片,集成PWM技术、同步整流技术、软启动技术的同时,利用与绝对温度成正比的电流源(PTAT电流源)和三极管、MOS管,设计实现了一具有迟滞功能的过温保护电路,同时工艺上采用了低阻抗版图设计.芯片采用0.5μm的P衬N阱数模混合1P3M BiCMOS工艺流片.测试结果表明,芯片开关频率可达到1 MHz,具有2.7~6.0 V的输入电压范围,实现了PWM亮度控制、过压保护和短路保护等功能,做到了高效率低功耗,转换效率高达86%,可稳定驱动多达5个白光LED,完全满足系统设计的需要.     

全集成的可调光白光LED驱动芯片的设计

为了实现LED驱动电路的无色偏高集成度要求,提出一种新型全集成的可调光白光LED驱动芯片。该芯片在无需外部电感、电容的同时完成了白光LED的驱动,并实现了片内集成的调光功能,可用于需要高集成度或避免电磁干扰的场合;芯片采用脉冲宽度调制(PWM)的方式来实现调光功能,在获得大范围亮度调节的同时可以避免色彩偏移现象的发生;芯片内部采用一种无外置电容的低压差线性稳压器(LDO)作为功率变换单元,具有较高的稳定性和转换速度。采用CSMC0.5μm混合信号模型进行了仿真,结果表明,该芯片可以提供占空比在0到100%之间固定变换的峰值为350 mA的输出电流,实现了大范围的亮度调节功能。     

基于C8051F021的锂电池能量均衡双路16位PWM的实现

利用C8051F021单片机8通道12位ADC转换器,对采样信号进行转换和比较,同时使用ADC0的窗口检测器实现实测值超范围保护,并将ADC0各个通道转换的结果成批次地送PCA0形成多路16位的PWM信号,给出了实现双路输出信号的情况。由于ADC0是12位的,在程序中对PCA0的值进行了修正,以实现频率可设定的PWM控制信号输出,PWM信号在聚合物锂离子电池单体能量均衡电路中得到应用。     

用于WLED驱动的电流检测放大器的设计

文章依据WLED驱动芯片的性能及技术指标设计了一款能用于电流模式PWM的电流检测放大器,其中引入了一种易实现且稳定性好的频率补偿电路.所设计的放大器采用CSMC 0.6μm Mix signal DPDM工艺,具有较高的精度和稳定性,且低功耗,能够很好地应用于白光LED驱动.     

脉冲频率控制的开关电容型DC/DC转换器的设计以及性能优化

设计了一个脉冲频率控制(PFM)的开关电容型直流转换器,并用0.25μm 2.5/5 V工艺进行了仿真.系统控制模式简单,采用输入限流使输出电压纹波控制在50 mV以内,采用多种模式的开关电容阵列以及增益跳变提高传输效率,得到60%以上的平均效率,85%以上的峰值效率.系统对输入电压和负载变化的动态响应特性良好.输入电压范围为2.8~5 V,输出电压为1.8 V,负载电流最大为200 mA.