采用电荷泵箝位调整器的BUCK型DC-DC驱动电路

为了提高驱动效率,设计了一种新颖的适用于BUCK型DC-DC的驱动电路,在芯片内部采用一个电荷泵和自适应死区时间控制逻辑的驱动电路。当芯片正常工作时,输出级低端LDNMOS管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在5.5V左右,输出级高端LDNMOS管的驱动电平通过自举电容高达29.93V,从而实现对DC-DC输出级高端和低端的驱动,这样既提高了驱动效率,又减少了对外部多个电源的需求。采用此电路的一款电流模BUCK型DC-DC已在UMC06μmBCD工艺线投片,芯片效率高达94%,输出级高端和低端LDNMOS的导通电阻为120mΩ,最大输出电流为5A,该驱动电路工作良好,芯片面积减小了15.4%。     

12 V 1 A全集成无刷直流电机驱动电路设计

设计了一种全集成的无刷直流电机驱动电路,包括无刷直流电机控制系统中的LDMOS栅极驱动电路以及LDMOS管。该电路采用自举法驱动高端管,设计了死区时间和防混叠模块,避免了同桥臂直通。LDMOS晶体管与CMOS晶体管被集成在一块芯片上,实现了电路小型化。采用CSMC 0.25 μm BCD工艺流片,12 V/5 V双电源供电,能够提供1 A的负载电流,具有50 ℃~120 ℃迟滞过温保护功能,芯片尺寸约为4 mm×2.3 mm。     

D类音频功放芯片输出级电路的设计

在D类功放中,输出功率管有比较大的容性负载,会严重影响芯片的输出效能,本文基于Winbond0．5μCMOS工艺设计了一种适用于D类音频功放的驱动电路,在前置驱动级加入时钟控制信号,实现逻辑控制功能;合理设置功率管输出的死区时间,避免了功率管的同时导通,提升了电路的工作效率、改善了总谐波失真（THD）和毛刺电压。     

一种基于固定关断时间的LED驱动芯片设计

设计了一种降压型恒流LED驱动芯片,采用PFM模式控制,可支持7～40V的宽输入电压,内部功率管具有固定的关断时间,其开关频率最高可达1 MHz,效率高达90％以上.该芯片可支持线性调光和PWM调光,并且具有过温保护、过流保护和欠压保护等功能,具有较高的稳定性.采用上华0.5μm BCD 40 V工艺,完成了芯片的设计、仿真和版图布局.     

用于GaN驱动芯片的低功耗高可靠高侧供电电路

高侧供电电路对GaN驱动芯片的可靠性和功耗有非常重要的影响。设计并实现了一种低功耗高可靠的高侧供电电路。考虑到GaN器件的低栅源击穿电压及其反向导通特性，通过自举钳位稳压设计将低压差线性稳压器(LDO)直接搭建在高侧通路以实现对GaN器件栅源电压的保护，此外通过设计抗高侧地HS负压的电平位移电路以实现在高频、高噪声条件下GaN驱动芯片能够正常工作。该高侧供电电路基于0.18μm BCD工艺设计并流片，测试结果表明，集成该高侧供电电路的GaN驱动芯片的高侧输出端能够在最大90 V/ns的电压转换速率或最小25 ns脉宽的输入脉冲下输出最大压差5 V的方波信号，具有良好的性能。     

一种GaN半桥驱动器电平移位电路设计

GaN半桥输出点电压在死区时间为负值,给GaN功率器件栅极驱动电路信号通信带来了挑战。通过研究驱动器电平移位锁存电路工作状态与半桥功率级输出节点电压跳变、死区时间负压之间的相互影响,设计了一种新型的零静态功耗电平移位电路及其误触发消除电路。电路采用100 V BCD 0.18μm工艺设计,在输入电压100 V、开关频率5 MHz的GaN半桥变换器中对版图进行了后仿真。仿真结果表明,当半桥功率级输出节点分别为-3 V和100 V时,延时为4.5 ns和1.5 ns。     

大功率LED驱动电路设计与仿真

本文设计了一款高效率,高输入电压,输出电流恒定的大功率白光LED驱动芯片。设计了芯片中的运算放大器电路、带隙基准电路、锯齿波发生器电路、比较器电路、误差放大器电路、输出过压保护电路、过热保护电路、功率管驱动电路、逻辑控制电路等,并给出了仿真结果。仿真结果表明设计的芯片达到了预期的要求。     

一种集成反馈环路的自举升压驱动电路设计

针对DC/DC降压型变换器中N型功率管驱动能力不足的问题,提出了一种集成反馈环路的自举升压驱动电路。采用负反馈调节,实现了驱动电压的精准控制,同时通过片内集成的高压PMOS管代替传统架构的二极管,保证了足够的电流驱动能力。此外,对环路传输函数进行分析,负反馈环路的稳定性得以验证。采用该电路的一款电流模DC/DC降压型变换器已在0.35 μm BCD工艺线投片验证。测试结果显示,在全负载范围内,芯片工作稳定,自举驱动电路功能正常,自举驱动电压约为5 V。     

用于相变存储器的高效开关电容电荷泵

提出一种应用于相变存储器芯片的新型开关电容电荷泵。对于16 位的相变存储器芯片,系统擦写时间大于100 ns,电荷泵的驱动能力至少为60 mA。相比于传统开关电容电荷泵,该电荷泵根据负载电流大小自动生成一个使能信号,该信号通过控制升压模块功率管的开启与关断来调节输出电压,最终将输出电压控制在一个允许的范围内波动。采用40 nm CMOS工艺对电荷泵进行设计和仿真,结果表明在5 mA负载时,电源效率为87%,输出纹波为2.84 mV;负载电流从0 mA变化到60 mA时,电源效率皆高于82%;负载电流变化在300 mA/μs时,输出瞬态响应时间为1.63 μs,满足相变存储器芯片的使用要求。     

10-W D类音频功放输出级电路的设计

基于CSMC 0.5μm 40V高压BCD工艺设计了一种适用于大功率D类音频功放的输出级电路.通过合理设置功率管栅驱的死区时间,避免了功率管的同时导通,并使总谐波失真(THD)低至0.05%;通过减缓功率管的栅驱信号边沿,减小了功率管上的尖峰电流,从而使电源上的毛刺电压减小到0.24V;通过对导通损耗和开关损耗的整体考虑,确定了最优的功率管尺寸,在合理的版图面积条件下,达到了93%的效率.     

同步降压DC-DC转换器驱动级设计

提出一种输入电压为4.5～23 V、输出电流可达3A的同步降压转换器的驱动级,内部集成了电平移位、死区时间控制及同步管反向电流限制等功能.设计了一种为内部逻辑供电的低压电源,使驱动级大部分可以由低压器件构成,与外部电源供电的驱动级相比,大大减小了芯片面积.分析了该电路的结构与工作原理;采用0.6 μm BCD工艺,通过HSPICE进行仿真,证明该驱动级方案切实可行.     

一款高精度低功耗电压基准的设计与实现

设计了一款高输出电压情况下的高精度低功耗电压基准电路.电路采用了比例采样负反馈结构达到较高和可控的输出电压,并利用曲率补偿电路极大地减小了输出电压的温度系数.针对较宽输入电压范围内的超低线性调整率规格,给出了多级带隙级联的电路结构.针对功耗和超低负载调整率的问题,电路采用了基于运算放大器的限流模式和内置大尺寸横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的设计.该电路在CSMC 0.25 μm高压BCD工艺条件下进行设计、仿真和流片,测试结果表明,该电压基准输出电压为3.3V,温度系数为19.4×10-6/℃,线性调整率为5.6 μV/V,负载调整率为23.3 μV/V,工作电流为45 μA.     

一种新颖的多值基准输出缓冲器设计

对比分析了不同结构的传统多值基准输出缓冲器,提出了一种新颖的多值基准输出缓冲器结构。采用PMOS输出结构提高了输出电压摆幅,利用低输出阻抗结构加快了瞬态响应速度,解决了传统结构无法兼具高输出与快响应的矛盾,电路功耗低、易补偿。基于0.15μm标准CMOS工艺,用Hspice软件对电路进行仿真。仿真结果表明,当电源电压为5 V、温度为25℃时,输出电压上限可达4.82 V;当补偿电容取3 pF时,相位裕度达到86°;当输入电压为1.2 V、输出电压为4.5 V、输出电流扰动变化量为100 nA时,瞬态响应时间为4μs;静态电流仅为7μA。     

100W风光互补LED路灯驱动电路设计

随着节能环保产品的推广,风光互补LED路灯以其独特的优势走入了人们的视野。风光互补系统和LED路灯的结合对LED驱动电路的设计产生了很大的挑战。目前采用单开关管DC/DC LED驱动控制器进行供电虽然能满足要求,但是功率不能达到很高,并且不能实现输出短路保护功能。为了输出短路保护功能并且达到较高的功率,设计了一种基于LT3791的4开关Buck-Boost DC/DC LED驱动控制器。此电路可由12/24 V蓄电池供电,输出功率可达100 W,恒流精度可达到±6%,效率可高达98.5%。输出能够达到70 V/2 A。该设计经测试能够达到设计要求,在实际生活中应用来满足夜晚照明需求。     

一种高侧功率开关的输出短路保护电路

提出了一种智能高侧功率开关的短路保护电路,包括输出短路检测电路、延时信号产生电路和栅源电压限制电路。采用NMOS管用作功率管,使电路短路时仍处于安全工作区内,提升了高侧功率开关的可靠性。采用0.6μm HV SOI工艺对该短路保护电路进行了仿真验证。仿真结果表明,在硬开关故障和负载短路两种情况下,功率管保持处于安全工作区内。     

一种用于红外焦平面读出电路的输出缓冲器

设计了一种应用于红外焦平面读出电路的输出缓冲器,其建立时间短、静态功耗低、线性度高,在77 K和300 K温度下均能正常工作.该输出缓冲器采用0.5 μm CMOS工艺,5.5 V单电源供电,负载为一个25 pF电容并联一个500 kΩ电阻.模拟结果表明,该输出缓冲器在室温(300 K)时,开环增益为54.2 dB,单位增益带宽20 MHz,建立精度为0.1%时,建立时间为45 ns,静态功耗仅为3.3 mW;77 K时,开环增益为63 dB,单位增益带宽123 MHz,建立精度为0.1%时,建立时间为20 ns,静态功耗仅为3.72 mW.     

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性，设计了一种以VICOR电源为功率模块，以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源，该驱民源电路简单，能有效地抑制电源的浪涌冲击，保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控，半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中，通过一年多的使用，半导体激光二极管工作正常，性能稳定可靠。     

RFID中EEPROM时序及控制电路设计

RFID系统对电子标签中的存储器有着不同于传统存储器的要求。根据这一特点进一步简化了EEPROM的时序控制,提出了一种适用于RFID系统中EEPROM电路的时序,并在此基础上设计了用于电子标签完成读卡器要执行的命令和对处理数据存储的控制电路,使操作变得更加便捷。该电路设计基于0.35μmCMOS工艺,电源电压为3.3V,仿真结果显示,3.3V电源供电时,擦写编程电流为45μA,读数据工作电流为3μA,读数据周期为300ns,具有低功耗、高速度的特性。     

CMOS PWM D类音频功率放大器的过流保护电路

基于Class-D音频功率放大器的应用,采用失调比较器及单边迟滞技术,提出了一种过流保护电路,其核心为两个CMOS失调比较器。整个电路基于CSMC0.5μmCMOS工艺的BSIM3V3Spice典型模型,采用Hspice对比较器的特性进行了仿真。失调比较器的直流开环增益约为95dB,失调电压分别为0.25V和0.286V。仿真和测试结果显示,当音频放大器输出短路或输出短接电源时,过流保护电路都能正常启动,保证音频放大器不会受到损坏,能完全满足D类音频放大器的设计要求。过流保护电路有效面积为291μm×59.5μm。     

一种用于高压降压型转换器的高精度强驱动能力驱动电路

This paper presents a novel driving circuit for the high-side switch of high voltage buck regulators.A 40 V P-channel lateral double-diffused metal–oxide–semiconductor device whose drain–source and drain–gate can resist high voltage, but whose source–gate must be less than 5 V, is used as the high-side switch. The proposed driving circuit provides a stable and accurate 5 V driving voltage for protecting the high-side switch from breakdown and achieving low on-resistance and simple loop stability design. Furthermore, the driving circuit with excellent driving capability decreases the switching loss and dead time is also developed to reduce the shoot-through current loss. Therefore, power efficiency is greatly improved. An asynchronous buck regulator with the proposed technique has been successfully fabricated by a 0.35 m CDMOS technology. From the results, compared with the accuracy of16.38% of the driving voltage in conventional design, a high accuracy of 1.38% is achieved in this work. Moreover,power efficiency is up to 95% at 12 V input and 5 V output.