一款新型电荷泵功率管驱动电路

提出了一款新型功率管驱动电路。P沟道功率管驱动电路加入了防死锁模块防止了死锁的出现,提高了瞬态响应;N沟道功率管驱动电路加入了附加的充电支路,提高了驱动能力和瞬态响应。整个电路基于0.6μm BCD工艺,在Cadence Spectre下仿真。和传统的功率管驱动电路相比,新的P沟道功率管驱动电路的上升时间由60ns减少到14ns,下降时间由240ns减少到30ns,并且功耗从2mW减少到1mW;新的N沟道功率管驱动电路的上升时间由360ns减少到27ns,功耗从1.1mW减少到0.8mW。     

采用高性能负压电荷泵的AMOLED驱动DC-DC转换器

提出了一种采用高性能负压电荷泵的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)驱动DC-DC转换器.正输出电压(VOP)由升压转换器(BOOST)和线性稳压器(LDO)级联产生,BOOST中使用前馈方法改善线性瞬态响应,LDO保证了芯片在全负载电流范围内输出电压的纹波.负输出电压(VON)由一种新颖负压电荷泵电路产生,电荷泵仅由MOSFET构成以提高效率.提出了一种新型的转换负压的电平转换电路,降低了开关管导通电阻并提高了负压效率.采用突发(BURST)控制模式提高了轻载效率.芯片采用0.18 μm BCD工艺,其VOP和VON分别为4.6V和-2.4 V,工作频率为1 MHz,正常工作时的负载电流为0～ 50 mA,最大电源效率为89.4％.VOP和VON的纹波均小于7 mV,线性瞬态响应均为5 mV,负载瞬态响应分别为5 mV和20 mV.负输出电压在-0.6～-2.4 V可调,调整步长为0.1V.     

一种用于白光LED驱动的电荷泵的设计

提出了一种可用于白光LED驱动芯片的电路设计,主要从低噪声、高效率两方面进行设计。采用线性模式控制方法,最大限度减小电荷泵电源电流纹波,从而降低噪声,同时应用多增益工作模式提高不同输入电源电压下的效率。详细讨论了其中带隙电压基准、振荡器及跨导放大器三大模块的电路结构、工作原理和性能特点。采用此电荷泵电路的芯片已在CSMC0.6μm CMOS工艺线投片,测试结果表明,该电荷泵电路工作良好,有效减小了PCB面积和降低了噪声,并且在不同输入电源电压下均能保持较高效率,输出在200 mA时,效率可达92%。     

一种PMOS管传输型高效电荷泵电路设计

设计了一种基于传统Dickson结构的PMOS管传输型电荷泵电路。电路通过衬底电位跟随器实现PMOS管传输,避免了传输过程中阈值电压损失;通过电阻分压反馈网络、控制振荡器输出达到稳压的目的;在电荷泵不工作时,各个子电路关断,实现低功耗设计。仿真结果表明,电路效率高,上电时间短,纹波小;采用SMIC 0.18μm工艺流片,电路达到设计要求,输出高压稳定,驱动能力强,在1M EEPROM电路芯片中得到实际应用。     

一种用于LED驱动的高效电荷泵电路的设计

设计了一种用于LED驱动的高效1.33X/1.5X/2X电荷泵电路,可以根据输出电压的变化,自适应地切换工作模式。以提高电荷泵的转换效率为切入点,从降低电荷泵升压倍数和减小电荷泵自身功耗两个方面对电荷泵的效率进行了优化设计。从仿真与测试结果可以看出,1.33X模式的转换效率比传统的1.5X模式提高了10%左右,最高效率可达86%。     

一种改进型的CMOS电荷泵锁相环电路

设计了一种宽频率范围的CMOS锁相环(PLL)电路,通过提高电荷泵电路的电流镜镜像精度和增加开关噪声抵消电路,有效地改善了传统电路中由于电流失配、电荷共享、时钟馈通等导致的相位偏差问题。另外,设计了一种倍频控制单元,通过编程锁频倍数和压控振荡器延迟单元的跨导,有效扩展了锁相环的锁频范围。该电路基于Dongbu HiTek 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.8 V的工作电压下,电荷泵电路输出电压在0.25~1.5 V变化时,电荷泵的充放电电流一致性保持很好,在100 MHz~2.2 GHz的输出频率内,频率捕获时间小于2μs,稳态相对相位误差小于0.6%。     

一种用于H桥功率驱动电路的电荷泵设计

提出了一种可驱动H桥功率电路的电荷泵.为了简化电路设计和确保电路稳定性,本电荷泵采用两倍压电荷泵电路拓扑结构,通过加入两路反馈控制电路来提高电荷泵充电电流和输出电压值的控制精度以及电源转换效率.设计采用0.35μm BCD工艺,通过Cadence Spectre仿真器表明,在负载电流为5mA条件下,电荷泵正常工作时输出电压范围广(10~40V),电源转换效率最高达到91%,输出电压建立所需时间为579μs.样片实测结果显示,在不同输入电压条件下,输出电压纹波控制在385mV以下.     

液晶显示驱动电路中Fibonacci型电荷泵单元

本文中所设计的电荷泵将用于手机液晶显示驱动模块中.通过对Fibonacci型电荷泵上升时间的估算,对减小上升时间和动态功耗进行折中考虑,本文提出优化开关频率的方法.用1.2μm CMOS双阱工艺参数对所设计的电荷泵进行模拟,结果表明这个电荷泵具有较快的上升速度和较高的效率.通过提高V_GS电平和保证开关管的衬底始终接在最高电位上,文中提出了一种新型Fibonacci电荷泵,它可以正常工作在从1.2V到5V变化的多种电源电压下.     

TFT-LCD驱动芯片内置电荷泵的优化

根据手机用TFT-LCD的显示和驱动要求,优化设计了一种用于TFT-LCD驱动IC的内置电荷泵升压电路。使用0.25μm CMOS高压工艺的HSPICE仿真结果表明,与传统的电荷泵电路相比,优化后的电荷电压稳定速度提高将近一倍,升压效率和功率效率分别提高4%和5%,全部输出电压上升到稳定值的时间小于60 ms,满足设计要求。该新型升压电路采用3个时钟控制开关动作,共用升压电容,减少了外接升压电容的数目,另外能够同时产生正倍压和负倍压。     

一种新颖的D类音频功率放大器驱动电路

在D类功率放大器的设计中,为了提高驱动效率,需要一个高电平驱动H桥的高端LDNMOS管.文中设计了一种新颖的适用于D类功放的驱动电路,在芯片内部采用一个电荷泵电路.当芯片正常工作时,H桥低端LDNMOS管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在5.5V左右,H桥高端LDNMOS管的驱动电平通过自举电容高达18.8V,从而实现对D类功放H桥高端的驱动,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3-W的立体声D类功放已在TSMC06BCD工艺线投片,芯片效率高达89.67%,H桥高端和低端的导通电阻为320mΩ,电源抑制比(PSRR)为-62dB,THD低至0.1%,测量结果表明该驱动电路工作良好.     

基于有源电容倍增器的新型电荷泵DC-DC变换器

电荷泵中浮置电容是影响输出特性的关键因素,针对大容量浮置电容难以集成的问题,提出利用电流传输器构成有源电容倍增器代替浮置电容的方法,可使等效的浮置电容容量提高1~3个数量级.利用PSPICE软件对反压及倍压电荷泵分别在采用有源电容倍增器和理想电容的情况下进行仿真,对比分析的结果说明采用有源电容倍增器的电荷泵电路仅需要很小的电容就能得到与外加大容量浮置电容电荷泵电路相同的输出特性(实例中100pF可等效50nF),从而基于有源电容倍增器的电荷泵将更易于全单片集成.     

DC-DC电荷泵的研究与设计

以Dickson电荷泵的基本原理为出发点，研究了一种将正电压输入转为负电压输出的开关电容电路。由于开关电容的充放电特点，为确定电容时间常数，采用非交叠时钟控制信号避免了由于时钟交叠而造成的当电容充电还未完成即对下一级电容进行放电的现象。同时，参考功率MOS-FET的电容模型通过增大驱动电路的电流减小了开关管的上升延时，提高了开关动作的速度，使转换效率得到明显提高。此电路结构简单，性能优良，易于集成，可广泛应用于输出负电压的电源产品中。     

应用于能量收集的自启动DC-DC升压转换器

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于能量收集的自启动DC-DC升压转换器。系统包括两级升压结构,第一级自启动模块实现亚阈值电压输入,将电压升至可供第二级主升压结构使用的电压。两级升压结构中,均采用了基于栅交叉耦合的电荷泵,对其中的电荷传输开关进行改进,克服了传统Dickson电荷泵的体效应问题,提高了电压增益和转换效率。仿真结果表明,DC-DC升压转换器能在300 mV输入下实现自启动,输出电压为1.8 V,纹波电压约为4 mV,效率达到69%。     

一种高效率全pMOS结构AC-DC电荷泵

介绍一种全新高性能的AC-DC电荷泵.它采用全pMOS的结构和阈值电压消除技术,使得其效率和输出电压都大幅度的改善.测试结果表明在13.56MHz和lV的输入条件下,相对于传统的MOS二管结构,这种全pMOS电荷泵的效率提高了104%,而输出电压获得125%的提升.     

一种高效率全pMOS结构AC-DC电荷泵

介绍一种全新高性能的AC-DC电荷泵.它采用全pMOS的结构和阈值电压消除技术,使得其效率和输出电压都大幅度的改善.测试结果表明在13.56MHz和lV的输入条件下,相对于传统的MOS二管结构,这种全pMOS电荷泵的效率提高了104%,而输出电压获得125%的提升.     

一个有利于消除电荷共享的新型电荷泵

为了消除电荷泵的电荷共享效应,通过在发生电荷共享的节点预置一个特定的电压,设计出了一个适用于频率合成器的新型电荷泵.在Chartered公司0.18 RF CMOS工艺条件下,HSPICE的仿真结果表明,这一新型电荷泵与传统的相比,很好地抑制了电荷共享效应,具有很低的输出纹波,在高性能频率合成器中具有良好的应用前景.     

具有安全保护的高性能电荷泵

设计了一种能有效控制电流过冲与输出短路电流的高性能电荷泵稳压器,它通过改变误差放大器输出来控制电荷泵开关管电流,使得电荷泵在启动阶段具有输出短路控制,在正常工作时能够有效抑制电流过冲.理论分析和仿真结果表明,采用此结构的电荷泵稳压器输出短路电流最大值为110 mA,远小于电荷泵正常工作时开关充电电流500mA.     

一种应用于直流电压转换芯片的新型数字软启动电路

提出了一种新型的用于高效率、低功耗双模式直流电压转换器(DC-DC)芯片的数字软启动电路.该电路采用数字分频和电流限制电路相结合的设计方法实现了软启动的功能,避免了常规设计中使用大的启动电容,因此容易实现全集成的设计,可减小面积、降低成本.芯片采用CSMC公司的0.5 μm CMOS混合信号模型设计和流片.测试结果表明这种数字软启动电路约在750 μs内完成软启动的功能,避免了启动过程直流电压转换器(DC-DC)芯片中的浪涌电流和输出过冲电压的现象.