Linear电源扩展控制器

Linear发布新型电源扩展控制器——LTC2920，在自动化的PCB测试中，它可以将电源电压轨精确地调大或调小。LTC2920通过从控制器芯片的反馈节点或者稳压模块的电压调节引脚引出或向内注入电流来调节电源电压。其输出级可以有多种形式，电流可调范围宽，因此适合与多数类型的电源一起工作。     

应用于低功耗型专用集成电路的超低功耗高电源抑制比电压基准源

介绍一种超低功耗、无片上电阻的带隙基准源。该带隙基准源主要用于低功耗型专用集成电路。采用Oguey电流源结构来减小静态电流,以降低功耗;采用共源共栅电流镜以提高电源电压抑制比和电压调整率。电路基于SMIC 0.18-μm CMOS工艺进行设计并流片。测试结果表明,在温度范围25℃-100℃内,温漂系数为66 ppm/℃,电源电压范围为1.8V - 3.3V时,电压调整率为0.9%,在100 Hz时,电源电压抑制比为-49 dB。电路功耗仅为200 nW,芯片面积为0.01 mm2。该电路可作为低功耗专用集成电路里的基本模块。     

基于FPGA的虚拟电源的研究与实现

设计了以FPGA为核心控制芯片的虚拟电源系统。实现了虚拟电源的硬件平台和软件系统,包括控制开关模块、电压采集模块、电压输出模块、电压自调整模块、UART模块、数值转换模块等。系统利用UART与上位机实现通信,通过控制AD5662和TPS5450芯片输出设定电压,并实时地从AD7699芯片处获得实际输出电压值,通过自调整模块使电压稳定在设定值的附近。电压测试范围从2.6V到4.2V,当系统不带负载时,输出电压的纹波小于10mV,当输出电流为1A时,输出电压纹波小于20mV。     

高稳定度和宽电源电压范围晶体振荡器芯片设计

基于0.6μm CMOS混合信号工艺设计了一款高稳定度、宽电源电压范围的晶体振荡器芯片。该芯片片内集成具有优异频率响应的振荡器电容和反馈电阻,只需外接石英晶体即可提供高稳定时钟源。测试结果表明:芯片最高工作频率可达40MHz;在振荡频率12MHz、负载电容15pF、电源电压从2.7V到5.5V变化时其频率随电源电压变化率小于1×10-6;电源电压为5V时芯片消耗总电流小于4mA。     

一种单片低功耗电荷泵电源管理电路的设计

基于0.6 μm BiCMOS工艺,设计了一款高精度电荷泵电源管理芯片.该芯片利用2倍压电荷泵电源转换原理,芯片内部集成了具有优异频率响应的振荡器电容,施密特触发器提供内部精准频率,PFM调制提供稳定的输出电压.测试结果表明,芯片输入电压范围为2.7～5.5V,输出电压为5V,电压纹波小于20 mV,内部振荡频率为700 kHz,低功耗模式时电流仅为6.73 μA.     

数字式多相脉宽调制电源

20世纪90年代以来，随着芯片工作电压的降低和工作电流的增大，市场对直流电源模块的需要一直在增长，它们被广泛用来驱动微处理器和专用集成电路或模块。由于电路的工作电流不断增大，电源由5V转为12V。一般情况下用多相降压变换器来降低电压的纹波，调整12V电源。用户对电源的性能要求，如软启动、供电连续性、动态特性等越来越高，使电源规格越来越复杂。为了满足新的市场要求，模拟多相控制集成电路应运而生。     

基于STM32的多功能LED驱动电源

目前大功率LED照明灯具的驱动电源主要使用集成电路作为电源驱动芯片,其扩展性能差、功能少。针对这些问题,作者基于STM32开发了一种多功能LED驱动电源,通过编程可以实现无级调光与自动温控散热两个扩展功能。测试结果表明：在额定电压为30V、额定电流为3.3A的负载下,输入电压从90V~264V变化时,驱动电源输出电压的波动范围为±1.5V,而输出电流波动范围为±0.11A,恒流特性较好,驱动电源的功率因数均值在0.95以上。     

中小屏幕TFT-LCD驱动芯片的输出缓冲电路

在分析中小屏幕TFT-LCD驱动芯片的负荷特性的基础上,提出了一种新型的驱动电压输出缓冲电路结构.通过负反馈动态控制输出级的工作状态,具有交替提供拉电流和灌电流的驱动能力,可有效抑制输出电压的波动.与传统的两级运算放大器电路相比,该电路结构简单,稳定性能好,降低了静态功耗并节省了芯片面积.采用0.25μm CMOS工艺设计并实现了两种不同输出电压的缓冲电路.HSPICE仿真结果表明,输出电压缓冲电路的静态电流为3μA,Offset电压小于±2mV.同时,当TFT-LCD的驱动电压在-8～ 16V之间切换时,输出电压的波动范围小于±0.4V,输出电压的恢复时间小于7μs.经对工程样片的测试知,其性能完全满足中小屏幕TFT-LCD驱动控制芯片的要求.     

一种双向DC-DC变换器的设计与实现

本设计采用芯片BQ24610控制DC-DC降压及充电控制模块,芯片TPS55340控制升压模块,升压和降压模块共同构成了双向变换器。降压及充电控制模块构成效率达到95.5%,本设计产品可以在22 V~30 V输入电压下为18650锂电池组提供1 A~2 A充电电流。并且在输入电压波动时能稳定输出充电电流,其电流变化率仅为1.08%,通过采用BQ24610电源管理芯片,能耗控制效果十分明显,转换效率高达90%以上。     

一种新型热关断电路的设计

提出了一种新型BiCMOS过热关断电路.该电路结构简单、功耗较低、迟滞温度范围基本保持不变,可集成在电源管理芯片中作为过热保护模块使用.采用0.6,um BiCMOS工艺,对电路进行HSPICE仿真,结果表明:该电路对电源电压有很强的抑制比,可用于2～12 V电源电压.     

多用DC-DC/LDO/Reset复合电路应用

随着便携式电子产品的多功能化,其对供电要求的多样化越来越突出,同时便携式产品也对整机的体积提出了越来越苛刻的要求,相应地对这类产品的电源管理芯片也提出了封装体积小、多种电源变换为一体的要求。各种电源管理芯片厂家在这种情况下,陆续推出了相应产品。本文以Ricoh公司R5210x系列DC-DC/LDO/Reset复合电路为例,介绍此类芯片的情况。R5210x系列是以CMOS制程为基础制作的一款多电源管理芯片。在SOT-23-6包封内整合了一个具有输出电压范围为1.5~3.3V,输出电流能力为500mA的DC-DC降压器,一个输出电压范围为2.5~3.6V,输出电流能…     

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。     

用于高能物理实验电子读出芯片的低噪声锁相环芯片设计

基于TSMC 180 nm工艺设计并流片测试了一款用于高能物理实验的电子读出系统的低噪声、低功耗锁相环芯片。该芯片主要由鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器等子模块组成,在锁相环电荷泵模块中,使用共源共栅电流镜结构精准镜像电流以减小电流失配和用运放钳位电压进一步减小相位噪声。测试结果表明,该锁相环芯片在1.8 V电源电压、输入50 MHz参考时钟条件下,可稳定输出200 MHz的差分时钟信号,时钟均方根抖动为2.26 ps(0.45 mUI),相位噪声在1 MHz频偏处为-105.83 dBc/Hz。芯片整体功耗实测为23.4 mW,锁相环核心功耗为2.02 mW。     

中小屏幕TFT-LCD驱动芯片的输出缓冲电路

在分析中小屏幕TFT-LCD驱动芯片的负荷特性的基础上,提出了一种新型的驱动电压输出缓冲电路结构.通过负反馈动态控制输出级的工作状态,具有交替提供拉电流和灌电流的驱动能力,可有效抑制输出电压的波动.与传统的两级运算放大器电路相比,该电路结构简单,稳定性能好,降低了静态功耗并节省了芯片面积.采用0.25μm CMOS工艺设计并实现了两种不同输出电压的缓冲电路.HSPICE仿真结果表明,输出电压缓冲电路的静态电流为3μA,Offset电压小于±2mV.同时,当TFT-LCD的驱动电压在-8～+16V之间切换时,输出电压的波动范围小于±0.4V,输出电压的恢复时间小于7μs.经对工程样片的测试知,其性能完全满足中小屏幕TFT-LCD驱动控制芯片的要求.     

低温漂高电源抑制的CMOS片上电流源

设计了一种用于驱动电路和模数转换器的片上电流源,该结构利用带隙基准的方法产生了一个与温度无关的参考电平,同时为了满足高电源抑制的要求,电流源中采用了运算放大器的负反馈环路来抑制电源到输出的增益,从而使输出电平与电源电压无关,然后通过电阻把电压转化为电流.该电路在0.35,μm、3.3 V的工艺下实现,芯片面积为0.03 mm2.仿真和测试结果表明,该电流源的温度系数为8.7×10-6/℃,在2.6～4 V的电源电压下均能正常工作,达到了系统要求.     

测试接口原理与电源芯片应用案例

基于对IC测试接口原理和系统结构的阐释,具体针对型号为SL431L的电源芯片,提出改进测试电路的方法,电压测试值的波动范围小于3mV。     

基于高精度电压／电流LEM模块的双通道传感器测试电源

简要介绍了电压／电流传感器测试电源的用途及应用场合，针对常规电压和电流传感器的特点，采用高精度电压／电流LEM模块为基准源，设计了一种双通道隔离型主电路拓扑及控制系统（并留有上位机控制和检测端口），并给出了该电源的技术参数。试验结果表明，该电源可以用于传感器的标定、多传感器一致性检测等方面。     

车规级LIN总线带隙基准设计

针对常规车载芯片中带隙基准电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio, PSRR)差、电流驱动能力弱、功耗大等问题,提出了一种将输出的基准电压同时作为折叠式运放(Cascode)、尾电流管、缓冲器(Buffer)的新型动态偏置电路。基准电压经过该电路构成的负反馈,可以抑制电源电压或负载电流的波动。电路采用HH 90 nm CMOS工艺完成了建模,输出基准电压为1.18 V。仿真结果表明,在全工艺角下,输入电压可调范围为1.8～5 V,可驱动电流最高为8.2 mA;典型TT工艺角下,当电源电压为1.8 V时,静态电流为1.04μA,静态功耗为1.872μW;-40～+150℃的温度系数为6.6×10^-6/℃;空载频率为10 Hz时,PSRR为-89.6 dB。满足车规级局域互联网(Local Interconnect Network, LIN)总线对带隙基准性能的要求。     

某测量装置大容量可充电电源模块设计

大容量可充电电源模块是某测量装置的重要组成部分,并为测量装置在测试过程中的其它各功能模块提供相应的电源。针对某测试需求中测试工作时间长,工作环境恶劣,温度变化范围大的特点,设计了一种基于铅酸电池的双备份电源供电模块,其采用了达林顿管式充电电路给可充电铅酸电池充电,通过可调低压差电源转换芯片输出测量系统所需的各种电压。同时,为提高系统的可靠性,利用二极管的单向导电性实现双备份设计。该电源模块可在-45℃~60℃环境下以3A电流输出正常工作5h,满足测量装置试验需求     

基于电荷泵的低压启动高效率Boost DC/DC变换器设计

设计了一种在供电电源电压稍高于MOS管阀值的超低压条件下就能正常工作的宽输入电压范围的DC/DC变换器。电荷泵的启动模块和Boost升压模块集成于同一芯片中,在电压低于2.2V（typical）时,芯片包括两部分的工作过程,首先由电荷泵的启动模块使电压升高至2.2V,然后由输出电压为Boost转换器模块供电,使芯片正常工作。输入电压高于2.2V时,只有Boost模块工作。为使芯片实现高效率的转换,在轻载情况下,采用PFM调制模式;在重载情况下,采用PWM调制模式;通过逻辑控制两种模式自动切换,实现了良好的负载调整率。芯片采用SMIC 0.5um CMOS工艺设计并流片测试,在0.83V的电源电压时,芯片能正常启动工作。在电压VIN=1.2V,VOUT=3.3V时,最大效率达到87%,所有电压和负载范围内效率不低于50%。该芯片可用于单电池供电的系统中。