Design of logic process based low-power 512-bit EEPROM for UHF RFID tag chip

A 512-bit EEPROM IP was designed by using just logic process based devices. To limit the voltages of the devices within 5.5 V, EEPROM core circuits, control gate (CG) and tunnel gate (TG) driving circuits, DC-DC converters: positive pumping voltage (V _PP=4.75 V), negative pumping voltage (V _NN=−4.75 V), and V _NNL(=V _NN/2) generation circuit were proposed. In addition, switching powers CG high voltage (CG_HV), CG low voltage (CG_LV), TG high voltage (TG_HV), TG low voltage (TG_LV), V _{NNL_CG} and V _{NNL_TG} switching circuit were supplied for the CG and TG driving circuit. Furthermore, a sequential pumping scheme and a new ring oscillator with a dual oscillation period were proposed. To reduce a power consumption of EEPROM in the write mode, the reference voltages V _{REF_VPP} for V _PP and V _{REE_VNN} for V _NN were used by dividing V _DD (1.2 V) supply voltage supplied from the analog block in stead of removing the reference voltage generators. A voltage level detector using a capacitive divider as a low-power DC-DC converter design technique was proposed. The result shows that the power dissipation is 0.34 μW in the read mode, 13.76 μW in the program mode, and 13.66 μW in the erase mode.     

Multi-channel charge readout ASIC for X-ray detection

To solve the problem of large area and high power consumption of the traditional multi-channel charge readout circuit for X-ray detection,a new multi-channel charge readout circuit structure is presented.The circuit integrates 32 charge acquisition channels,including an integrator,a differential output buffer,a digital control logic circuit and other functional modules.The proposed structure reduces the power consumption and area by integrating the sample and hold circuit and the correlated double sampling circuit into the output buffer.In order to reduce the offset and low-frequency noise,the correlated double sampling technology has been adopted.In addition,the way of overlapping the outputs between the even and odd channels is adopted to realize continuous transmission of the multi-channel signals.The chip has been fabricated using the CMOS 0.25 μm process with the chip size of 2.87 mm×2.68 mm.Measurement results show that the power consumption of each channel is 1.5 mW under the 5.0 V voltage supply and 2.5 V reference voltage.When the integrated capacitor is 7.8 pF,the integration non-linearity is less than 0.1% and the dynamic range reaches 13 100.     

低功耗无片外电容的低压差线性稳压器

设计了输出电压为3.3 V,最大输出电流为100 mA的无片外电容低压差线性稳压器（LDO）.该芯片采用并行结构的微分器和大米勒电容,通过比例调节和微分调节结合的方式,利用微分器电路在瞬间提供大的转换电流,克服了无片外电容LDO在负载和电源电压变化时输出电压跳变过大的问题.芯片采用CSMC公司0.5 μm工艺模型设计,并经过流片.测试结果表明,在5 V工作电压下,当负载电流从100 mA在1 μs内下降到1 mA时,输出电压变化小于600 mV;电路的静态电流小于4.5 μA.测试结果验证了电路设计的正确性.     

基于温差发电的锂电池充电装置的设计与实现

针对工业高温旋转环境下对温度采集仪器的供电比较困难的问题,该文设计了利用温差发电产生的电能作为能量的一种锂离子电池充电装置。分析了温差发电模块的输出电压／输出功率与温差的关系,然后根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了稳压电路,并用BQ2057W芯片实现对锂离子电池的智能充电管理。实验结果显示,该装置能够实现对电能的良好管理。     

恒流LDO型白光LED驱动芯片的设计研究

完成了一种具有极低脱落电压(LDO)的白光LED恒流驱动芯片的设计．利用一级温度补偿和二次比例电阻分压技术在内部集成了0.75V带隙基准源,可在2.7V到7.0V的工作电压范围内提供350mA的恒定驱动电流．当环境温度从-10℃到100℃变化时,驱动电流变化小于5.06%;电源电压有±10%跳变的情况下,驱动电流变化小于±0.8%;最小脱落电压可达120mV;控制电路功耗小于1.75mW,整个电路转换效率可达75%．     

采用0.18 μm CMOS工艺的高速模拟自适应判决反馈均衡器

采用0.18 μm CMOS工艺设计实现适用于高速背板通信的2抽头模拟自适应判决反馈均衡器(DFE). 采用半速率结构提高电路工作速度, 降低功耗, 并设计由乘法器和积分器构成的模拟最小均方(LMS)自适应电路. 为了改善自适应算法的效果, 对模拟LMS电路进行优化设计, 使其既满足自适应算法的收敛性和稳定性要求, 又能获得较小的积分误差, 并且积分器能够输出稳定的偏置电压. 包括整个焊盘在内的芯片面积为0.378 mm². 测试结果表明：电路自适应开启时能够对4 GHz损耗为12 dB的信道进行有效补偿, 且垂直张开度和水平张开度分别达到275.5 mV和72 ps, 均衡效果明显优于自适应关闭状态. 当电源电压为1.8 V、工作速度为8 Gb/s时,电路的功耗为49.9 mW. 所设计的模拟自适应DFE电路更适用于25 G及以上的高速通信链路系统.     

Design of 512-bit logic process-based single poly EEPROM IP

A single poly EEPROM cell circuit sharing the deep N-well of a cell array was designed using the logic process. The proposed cell is written by the FN tunneling scheme and the cell size is 41.26 μm², about 37% smaller than the conventional cell. Also, a small-area and low-power 512-bit EEPROM IP was designed using the proposed cells which was used for a 900 MHz passive UHF RFID tag chip. To secure the operation of the cell proposed with 3.3 V devices and the reliability of the used devices, an EEPROM core circuit and a DC-DC converter were proposed. Simulation results for the designed EEPROM IP based on the 0.18 μm logic process show that the power consumptions in read mode, program mode and erase mode are 11.82, 25.15, and 24.08 μW, respectively, and the EEPROM size is 0.12 mm².     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

一种有稳定输出的单端反激式LED开关电源的设计

基于PWM恒流模式的驱动芯片L6561,设计了一种有稳定输出的单端反激式开关电源.所设计的电路包含单端反激式拓扑结构和基于峰值电流的PWM拓扑结构,输入电压范围为85~265 VAC,能输出15 V稳定电压和最大2 A输出电流.这种新型的小功率的单端反激转换器不仅适用于手机、办公设备、离线式电池充电器等,还可以用作LED照明.通过测试可知,该单端反激转换器能驱动5颗LED,电路输出纹波率为1.33%,电源转换效率高达85.71%,同时此电路可以确保输出稳定.     

多路输出反激式开关电源的设计

设计了一种基于TOP246Y芯片的单端反激式多路输出开关电源,电源提供八路输出,为电机伺服系统中的功率板和控制板提供可靠的工作电压．实验表明,电源能够在输入电压波动较大的情况下提供稳定的直流输出,达到设计指标要求．     

DC-DC转换器中低压迟滞比较器的电路设计

传统带隙电压基准和迟滞比较器需要至少2V以上的输入电压,而且占芯片面积较大。针对低压微功耗的要求,设计一种具有带隙结构的迟滞比较器电路,工作电压可低至1.2V。整个芯片的静态电流只有40uA。电路基于Bipolar工艺设计,利用Hspice软件仿真,结果表明:根据产品的电池电压不同,设计效率高达85%,迟滞比较器的迟滞电压为8mV,翻转门限电压随输入电压和温度的变化均很小。     

初级侧控制准谐振LED驱动电源的研究

针对LED驱动电源设计上所存在的问题,本文基于初级侧控制及准谐振技术,设计了一款12W的LED照明驱动电源,该电源采用单端反激式准谐振电路作为其主电路拓扑,并在其前端增加了boost功率因数校正电路,主电路和功率因数校正电路的开关管均由一个控制芯片iw3614统一控制;同时,给出了初级侧控制的准谐振LED驱动电源的准谐振模式及恒压和恒流的控制原理及电源的各项设计参数,并做了准谐振开通、恒压和恒流等相关实验.实验结果表明,该电源实现了开关管的准谐振开通,输出电压稳定在30 V,输出电流稳定在372 mA,具有较好的恒压恒流特性;当输入电压在180～264 V变动时,功率因数均在0.96以上,电源的效率大约为82％,实现了功率因数校正与恒压恒流输出.该电源具有结构简单、恒压恒流特性好、开关损耗较小、功率因数高等优点,能高效、可靠地驱动LED灯工作.     

光伏电池最大功率点跟踪芯片的设计

为提高光伏电池的光电转换效率,设计一种基于开路电压法的光伏电池最大功率点跟踪（MPPT）控制芯片.利用光伏电池开路电压与最大功率点电压存在近似线性关系的特性,周期性采样光伏电池的开路电压,计算得到最大功率点电压.所设计的芯片结构简单、成本低、稳定性好,除能够较精确地控制实现光伏电池的MPPT外,还能周期采样、定时更新当前MPPT电压,并实时监测光伏电池的输出电压,使环境条件变化时系统具有快速的动态响应.芯片除包含参考基准、电压调节器、振荡器及误差放大器等基本模块外,还集成了采用自举技术的驱动电路,提高了输出电压.电路采用1.5 μm双极型-CMOS-DMOS （BCD）工艺设计制造,优化后的芯片面积约为3.0 mm×2.6 mm.测试结果表明,预期的电路功能已经基本实现.     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

采用MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器电源电路

报道了一种采用MC34063芯片的DC-DC电源变换控制器的电源电路设计。它提供的直流输出不仅与供电电源共地,而且有两组与供电电源隔离。实验室长期试运行表明,各项指标均可满足数字与模拟混合电路对电源的要求,没有跳码现象,检测精度不低于0.1%。     

串联谐振推挽式3KV直流高压电源的设计

为了满足中子管离子源电源高效率小体积的要求,设计一种串联谐振推挽倍压变换器的技术方案。该变换器利用功率管寄生参数消除电路寄生振荡,利用倍压电容作为谐振元件实现开关管的ZVCS,降低损耗。研究中采用基波分析法建立电压增益数学模型,反映谐振品质因数对电压增益的影响,给出一种适用于推挽LC谐振倍压电路的参数设计方法,利用saber仿真并制作一台50W样机验证该变换器原理和理论分析的正确性。     

基于OB2269的高精度笔记本电源适配器

设计基于OB2269的高精度笔记本电源适配器。功率电路采用反激式拓扑结构,电路的控制采用PFM型频率调制控制方式,辅助电源采用晶体管有源嵌位电路,输出电路采用变压器单路隔离输出,电压反馈电路采用光耦PC817和TL431的组合结构。测试结果表明:本电源适配器能输出19.3 V的稳定电压,功率可达100 W,效率高达78.8%,文波电压为100 m V。本电源适配器适用于75~285 V宽电压的交流输入,是一种成本低、维修简单的高性能开关电源。     

单相正弦波变频电源设计

基于SHM1150II芯片设计频率响应宽、信号失真小的功放电路,利用STC单片机进行处理,实现了一种便于蓄电池供电、现场携带的低功耗、低成本、低畸变、高可靠性的单相正弦波变频电源.该变频电源具有过流保护及测量显示功能,频率在1Hz～200Hz范围内可调,输出电压有效值为15V～36V可调,输出的正弦波质量高,失真度小于...     

采用MC34063芯片的DC—DC电源变换控制器电源电路

报道了一种采用MC34063芯片的DC—DC电源变换控制器的电源电路设汁。它提供的直流输出不仅与供电电源共地，而且有两组与供电电源隔离。实验室长期试运行表明．各项指标均可满足数字与模拟混合电路对电源的要求，没有跳码现象，检测精度不低于0．1％。     

交流电力智能传感器粗信号处理实验硬件系统设计

提出了一个由PC系统和嵌入式应用系统构成的硬件系统。该系统主要应用在交流电力智能传感器粗信号处理的实验中。嵌入式系统以STC89C52单片机为其微处理器,以电压互感器TV19、电流互感器TA17(L)-04感知电力信号,以运算放大器LM324为核心构建信号调理电路,并采用MAX813L、AT24C512等芯片分别实现了系统的保护、存储、通讯和显示等功能。该系统为进一步研究交流电力智能传感器粗信号处理方法提供了必要的硬件平台。