一种高压、低功耗、瞬态响应增强型CMOS线性稳压器

提出了一种用于电源管理系统的高电压、低功耗CMOS线性稳压器。通过使用所提出超级源极跟随器,位于功率管栅极的内部非主极点能够很容易地被推到单位增益带宽以外而不消耗大的静态电流,因此,有效减小了内部补偿电容;通过使用动态频率补偿技术,稳压器能在整个负载电流范围内稳定。提出的超级源极跟随器通过在功率管栅极处增加充电通道和放电通道改善了瞬态响应。该方法在降低功耗的同时,得到了快速且安全的上电瞬态响应和快速的负载变化瞬态响应.使用0.5μm高压n阱CMOS工艺,外接R_(ESR)为10 mΩ的0.47μF负载电容时,仿真发现,该稳压器表现出良好的稳定性和瞬态响应,而仅消耗10μA的静态电流.     

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.     

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.     

基于瞬态激励的感应电机转子位置检测

为解决感应电机低速和零速时的转子位置跟踪问题,提出一种电流瞬态响应二次测量结果相叠加获得转子位置的检测技术.利用逆变器产生的脉冲作为激励信号,通过瞬态电流响应得到可反映转子位置信息的寄生效应特征.讨论了逆变器馈电时瞬态激励转子位置检测的数学模型,针对脉宽调制(PWM)恒压源逆变器馈电时存在的死区效应、负面效应等负面非理想特性的影响;通过仿真手段分析了逆变器死区效应对电流瞬态响应的影响,并给出相应补偿策略;采用改进型的双模滤波器,有效地抑制了负面效应引起的共模和差模dv/dt及瞬态电流波形畸变.在3 kW感应电机试验平台上进行了验证,结果表明瞬态电流检测结果具有可反映转子位置信息的寄生效应.     

有源滤波器直流储能单元电压控制技术

为消除有源电力滤波器(Active Power Filters,APF)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流,将APFC(Ac-tive Power Factor Correction)技术引入到有源滤波器直流储能单元的电压控制中,提出了APF直流储能单元电压数字控制技术与电压控制器和电流控制器的设计方法.仿真结果表明:采用APFC能够主动消除APF充电电流中的谐波和无功电流,提高储能单元的电压稳定性和动态响应特性.     

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。     

一种高速高精度PWM开关电源控制新技术

把误差放大、限流比较和锯齿波补偿这 3个环节归结为一个控制环节 ,提出了一个结构简单的 CMOS求和比较器来实现电流模式的脉冲宽度调制 (PWM)型 DC/ DC开关电源的自适应控制 ,使原来无法实现自适应控制的、复杂的控制结构得以简化。并把该求和比较器结构用于一个具体的输出电压为 3.3V的降压型开关电源系统中 ,经 HSPICE模拟证明 ,当负载电流在 0 .0 7～ 8.0 0 A的大范围变化时 ,输出纹波电压只有± 10 m V,精度达到 1%以上。提出的控制思想和结构 ,可以应用于各种高精度的 DC/ DC开关电源PWM控制模块的设计中     

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.     

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.     

一种提高DC-DC开关变换器瞬态响应的补偿算法

文章提出了一种应用于DC-DC开关变换器的改进型补偿算法,以提高电路瞬态响应。输出电压能自适应改变锯齿波的相对值,使锯齿波上下平移,从而使占空比可以在0~100%之间迅速变化,基于该原理将改变锯齿波的方法转化为补偿函数的改变,无需改变斜坡震荡器即可实现简化电路结构、降低功耗。Matlab仿真结果表明,该算法能使瞬态响应速度提高近10倍。     

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.     

基于时域的电流检测新算法的进一步研究

针对传统电流检测算法存在的问题,提出了一种基于时域的电流检测算法.采用该算法的并联型有源电力滤波器可抑制谐波、校正功率因数、消除三相不平衡等.着重分析了该算法中各分量对应的物理意义,这对有源电力滤波器容量的选择具有指导意义.根据负载是否平衡,采用不同窗口宽度的滑动窗作为低通滤波器,保证了新的电流检测算法具有良好的检测精度和动态性能.实验结果证明,采用该算法的有源电力滤波器能够满足不同的补偿目的,且具有良好的精度(静态补偿实验时,补偿谐波后电流总畸变率为1 31%)和动态性能(动态补偿实验时,动态过程中电流总畸变率小于4%,且不会引起直流侧电压波动).     

提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计

提出了一种新颖的提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计,将斜坡补偿的采样电流放大信号与斜坡补偿的正温度系数电压信号相比较,代替传统的固定电压限流,消除斜坡补偿对带载能力的影响,并对采样结构的正温度特性进行温度补偿,提高了DC/DC转换器带载能力.该电路基于TSMC的0.25μm BCD工艺设计,投片测试结果表明:占空比在10%～80%变化时,电感电流最大值相对变化量小于5%;温度在-40～120℃变化时,电感电流最大值相对变化量小于6.5%.     

有源电力滤波器双滞环电流控制新方法

为了提高电压空间矢量双滞环电流控制方法在有源电力滤波器的谐波电流跟踪性能,提出了一种新颖的4段滞环比较器.直接在复平面上实施控制,4段滞环比较器输入误差电流矢量,输出4种状态值,可以确定误差电流矢量的空间分布,而将参考电压与电流之间的微分关系经离散化计算后得到参考电压矢量所在区域.根据两个4段滞环比较器的输出状态值与参考电压矢量的空间分布选择最佳的输出开关矢量,使补偿电流误差控制在滞环宽度以内.采用Matlab/Simulink仿真软件分别对负载不变和突变的情况仿真.结果表明:控制方法提高了直流电压利用率,系统动态响应快,电源电流总谐波畸变率由21.65％降至3.11％,稳态时的每相每周期开关次数由普通滞环方法的342次降到本方法的230次.     

三相电压型SVG的直接电流控制方法及仿真

分析了采用三相电压型逆变器为主电路结构的静止无功发生器(SVG)装置的工作原理.通过对比不同控制方法的优缺点,采用了基于瞬时无功功率理论的三角波直接电流控制方法.该方法具有控制精度高、稳态性能好、瞬时响应快等优点.对其做了MATLAB仿真研究,结果表明,无功情况得到了很好的补偿,验证了设计方法的可行性.针对不同IGBT开关频率,对逆变器输出波形做了比较分析.     

膜片钳放大器瞬态电流伪差的自动补偿

论述了膜片钳放大器中快、慢电容瞬态电流产生的原因和补偿原理,并采用了迭代算法,通过程序控制实现对快、慢电容所引起的瞬态电流伪差进行自动补偿．实验结果表明,该方法能快速有效地补偿快、慢电容瞬态电流,简化了实验操作,提高了实验效率。     

Buck型DC-DC变换器中数字预测模糊PID控制器的设计与实现

为了提高数字DC-DC变换器的瞬态响应性能,设计了一种基于数字预测控制方法的模糊PID控制器.该控制器根据Buck型DC-DC变换器的电路结构,准确预测单个开关周期或多个开关周期后的负载电压和电感电流,以克服环路时延对系统瞬态响应的影响;同时,在基本PID控制基础上引入模糊控制,实时在线调整PID控制参数,以克服变换器的非线性特性对瞬态能力的影响.所设计数字控制器经FPGA验证,结果表明,与基本PID控制相比,所设计数字预测模糊PID控制器能有效提高变换器的瞬态响应能力,变换器的瞬态响应时间缩短1/3,电压超调量小于5%.     

基于UC3846的24V/24V直流隔离电源研制

利用UC3846高性能电流模式PWM芯片,研制了一种供消防车控制系统使用的DC/DC隔离电源.该隔离电源的输入端由蓄电池DC24 V供电,采用推挽正激式拓扑结构,实现24 V的直流输出.分析其电路的工作原理,并给出了隔离电源的实验波形.该电源已在安徽明光浩淼公司生产的消防车上使用,它具有瞬态响应快、稳定性好、隔离效果强等优点,能够很好地满足消防车控制系统的供电需求.     

电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略

针对光伏并网和有源电力滤波器统一控制策略中,光伏阵列受到太阳辐射等外界环境的突变,导致直流母线中的电压振荡问题,提出一种基于电流前馈控制的光伏并网和APF统一控制策略.该控制策略采用将光伏电流前馈作用于参考电流合成的方法,加速逆变器参考电流的计算速度,提高了注入电网的电流的动态响应,抑制直流母线电压振荡.该系统既实现光伏并网,也能执行APF相关功能,抑制负载的谐波电流,补偿负载无功功率.在不增加成本情况下,提高了系统的抗干扰能力,具有良好的运用前景.     

基于双闭环控制技术的开关直流稳流电源

应用双闭环反馈控制技术,改善系统的动态性能,提高输出精度,设计了一台120A/95V的直流稳流电源,它由UC3875管理,工作频率为25 kHz.电源的输出电流精度好于1×10-5,且稳定性好、瞬态响应快.