基于平面变压器的反激式电源设计

平面变压器相对于传统变压器具有漏感低、转换效率高、散热性能好等优点。此处以印制电路板(PCB)上铜箔绕制线圈形成集成的EI平面变压器,并进行了反激式直流电源转换电路设计。首先运用PEMAG和Maxwell对变压器进行3D建模仿真,控制气隙使其电感量达到398.5μH,满足变压器设计需求;通过PSPICE对电路参数进行仿真验证,优化电路参数;设计具有多路输出的反激式转换器PCB并进行打样和贴片。电路测试结果表明该反激式电源具有100-400V的宽输入电压,输出电压12V/6V/3.3V,最大负载电流0.5A,开关频率85kHz,效率可达82%;随着负载和占空比的变化,控制输出电压稳定,各路输出电压调整率和负载调整率均达到预期要求。

带有修调的分段曲率补偿带隙基准电路

为得到高精度低温度系数、高电源抑制比的基准电压,同时为了降低工艺中非理想性因素的影响,设计了一种新的带有修调的分段曲率补偿基准电路.通过利用电阻分压和工作在亚阈值区域的MOSFET的电学特性,产生正温度系数和负温度系数的电流,在高温段和低温段分别对带隙基准电压进行曲率补偿,提出了一种新的快速优化基准电压温度系数的芯片级修调方法,包含温度系数修调和电压幅值修调,可以快速获得最低温度系数对应码值以提升工作效率.基于0.35μm BCD工艺,流片验证了该修调方案的可行性.结果表明:在-40℃~125℃内,基准电压最低仿真温度系数为0.84×10^-6/℃,最低实测温度系数为5.33×10^-6/℃,随机抽样结果显示温度系数的平均值为7.47×10^-6/℃;采用基于计算斜率的修调方法,测试10块芯片的平均修调次数为3.5次,与使用逐次逼近的修调方法相比,效率提升59.8%;低温度系数的带隙基准电压有利于提升电池管理芯片对电池剩余电量估算的准确性,该带隙基准电路已成功应用于电池管理芯片内高精度模数转换器中.

带有固定延迟时间的IGBT去饱和过流检测电路

提出了一款带有固定延迟时间的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)去饱和(DESAT)过流检测电路。在IGBT去饱和过流检测电路中加入固定延时电路,当检测到过流信号后关断IGBT,防止IGBT被烧毁。同时固定延时电路开始计时,经历了固定延迟时间后,电路错误信号清除,IGBT恢复正常工作状态,提高了IGBT功率回路的可靠性与安全性。将固定延时电路集成在IGBT驱动芯片中,提高了系统的集成度。采用UMC 0.6μm高压BCD工艺模型对去饱和过流检测电路进行前仿和后仿。仿真结果表明,采用线性温度补偿方法,基准电路的过流阈值电压典型值为6.97 V,温度系数为19.5×10^(-6)/℃。IGBT开启后消隐时间为920 ns。在不同工艺角仿真中,后仿固定延迟时间在2.8~4 ms之间变化,典型值为3.3 ms,使功率回路储能元件中的冗余能量充分释放。

高阻硅基GaN晶片上MIS栅结构GaN HEMT射频器件研制

5G通信中3.4~3.6 GHz是主要使用频段。GaN射频器件由于高频、低功耗、高线性度等优势,满足5G通信应用需求。文中在高阻硅基GaN外延片上研制了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor, HEMT),并分析了金属-绝缘层-半导体(Metal-Insulator-Semiconductor,MIS)栅对器件直流和射频特性的影响。研究发现:相比于肖特基栅结构,MIS栅结构器件栅极泄漏电流减少2~5个数量级,漏极驱动电流能力和跨导提高10%以上;频率为3.5 GHz时,增益从1.5 dB提升到4.0 dB,最大资用增益从5.2 dB提升到11.0 dB,电流增益截止频率为8.3 GHz,最高振荡频率为10.0 GHz。

LFV生产超低碳不锈钢真空处理防喷溅工艺措施

在使用EAF(电弧炉)+LF(钢包精炼炉)+VOD(真空吹氧脱碳精炼炉)设备冶炼超低碳不锈钢的真空处理阶段,钢液容易发生喷溅,影响正常生产和设备运行,甚至会引发安全事故。分析了钢液喷溅的成因,提出可操控的工艺整改措施,以降低钢液喷溅对真空处理过程的影响。