一种新型开关电容共模反馈电路

本文设计了一种应用于CMOS全差分折叠共源共栅结构运放中的开关电容共模反馈(SC-CMFB)电路。同传统结构的SC-CMFB电路相比,该结构能够使输出共模电平具有零延迟建立的特性,同时,共模反馈电路所需的电容减少了一半,控制时序也相对简单。基于HspiceD对电路进行了仿真验证,结果表明,该结构的共模电平建立时间相对于传统结构缩短了至少六个周期。

MOS半桥驱动电路中的续流电容和零电压开关设计

阐述MOS半桥驱动电路的原理,分析死区时间和续流电容在MOS半桥驱动电路中的应用,探讨零电压开关技术的在MOS半桥驱动电路中的重要性、零电压开关技术在设计中的基本原则。

一种新型可调驱动电压的SiC/Si混合开关驱动电路

为提高碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbide metal oxide semiconductor filed effect transistor,SiC-MOSFET)与硅基绝缘栅极双极晶体管(silicon insulated gate bipolar transistor,Si-IGBT)并联混合开关(SiC/Si hybrid switch,SiC/Si HyS)的可靠性与适用性,该文提出一种可变驱动电压的SiC/Si HyS栅极驱动电路结构,采用一路脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制信号和一个驱动芯片产生不同电压幅值的栅极控制信号,分别控制SiC/Si HyS中的SiC-MOSFET和Si-IGBT。相比于传统采用2个独立驱动电路的SiC/Si HyS驱动结构,该驱动电路大幅度降低SiC/Si HyS栅极驱动电路的复杂度,降低SiC-MOSFET关断过程中Si-IGBT误导通的可能性,提升混合开关的工作可靠性。该文首先分析所设计驱动电路工作原理,给出驱动电压调节方法;其次,建立耦合电容端电压纹波和系统启动时电容端电压暂态数学模型,通过仿真和实验验证模型准确性;搭建2 kW的SiC/Si混合开关Buck电路,验证该文所提混合开关驱动电路可行性,从SiC/Si HyS功率器件关断损耗、驱动电路功率损耗、成本以及体积4个方面分析所提驱动结构的优势。

一种动态开关电容运算放大器共模负反馈电路

本文主要介绍了一种应用于Cascode结构运放中的开关电容共模负反馈电路,它具有稳定性好、对运放频率特性影响小、不消耗额外功率等优点。对电路运用Hspice进行了模拟,并给出了模拟结果。

开关电容共模反馈电路建模与实现

针对共模反馈控制信号偏低的缺点,提出1种新的主电路尾电流源结构以提高共模反馈控制信号幅值.应用时域、频域分析方法对开关电容共模反馈电路进行理论分析和推导并建立等效时域模型.在功能验证中,采用BCD工艺,以开关电容采样保持电路为例建立实际电路模型并进行仿真测试.结果证明,共模反馈电路不仅使输出差模信号毛刺减小,主电路共模抑制比增加,而且使共模反馈响应速度快、抗扰动性强、鲁棒性好.

新型谐振式开关电容变换器及其潜电路分析

针对传统三电平开关电容变换器存在硬开关或软开关实现较苛刻的不足,提出一种恒流充电谐振放电的新型1/2降压式开关电容变换器,谐振电容的谐振电流脉冲数减半,增大了电流占空比,降低了谐振电容的阻性损耗。以电路谐振和能量变换的规律,分析了输出电压、充电脉冲平均电流和变换效率等数学表达式,并得出一种简单的减少潜电路产生的新方法。这种谐振型开关电容变换器在一定范围内可通过调频方式调压,是一种谐振电感量小且效率高的直流变换器。最后通过仿真和实验验证了电路及其分析过程的正确性。

一种应用于开关电容电路的0.9V自适应偏置OTA

设计了一种应用于开关电容电路的自适应偏置的低电压、低功耗开关运算跨导放大器。采用负阻负载技术和自适应偏置技术,分别提高了放大器的增益和转换速率;采用电流镜型OTA技术降低功耗,并通过控制开关关断非工作状态下的运放电源,进一步降低了功耗。新型开关电容共模反馈电路的共模电压可在一个时钟周期内快速稳定,不增加额外功耗,不限制输出摆幅。在SMIC 0.18μm工艺下的仿真结果表明,OTA在0.9V供电下,直流增益达60dB,增益带宽积为1.81 MHz,转换速率为0.94V/μs,功耗为4.16μW。

抑制SiC MOSFET桥臂串扰与栅源电压振荡的推挽式电容辅助电路分析及参数设计方法

碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, SiC MOSFET)在高速开关中引起的桥臂串扰和栅极电压振荡严重制约了其开关速度。针对已提出的基于推挽式电容辅助电路(push-pull-capacitor auxiliary circuit, PPCAC)的SiC MOSFET驱动工作过程进行了进一步的分析。结合分析,将SiC MOSFET桥臂串扰以及漏源电压振荡引起的栅源电压振荡2个问题归一化,通过推挽电容充放电时刻以及桥臂串扰约束,提出了一种推挽电容参数设计方法。通过该设计方法,可使得PPCAC在抑制SiC MOSFET桥臂串扰与栅源电压振荡的基础上,改善其开通关断速度。实验结果验证了所提出设计的有效性。

开关电容共模反馈理论分析

长期以来,开关电容共模反馈被广泛应用于全差分OTA中,但缺乏足够的理论分析,以至于出现设计的盲目性。本文在前人的理论分析基础上创新的提出了新的开关电容共模反馈的连续时间等效共模和差模分析模型,对开关电容共模反馈电路的共模和差模特性进行分析,进而为开关电容共模反馈电路设计提供了强有力的理论支持。

无线激光传输系统收发电路的设计与实现

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前置放大电路中引入一个反馈电容,系统的开环增益曲线会增加一个极点做补偿以提升系统的稳定,并进行了仿真验证。在此基础之上,搭建实验系统对电路性能进行测试。通过仿真及实验验证,结果表明:设计的方案可以实现传输速率为40 Mbit/s的稳定传输,为旋转环境的动态监测技术中的无线数据传输提供了一种可行性方案。

谐振开关电容变换器的潜电路特性

潜电路是一种潜伏在系统中的路径或状态,仅在特定的条件下产生,使系统出现非期望的功能.本文以一个降压式谐振开关电容变换器为例,详细分析了潜电路出现时变换器的工作过程,利用电路能量守恒定理推导出变换器的潜电路特性以及潜电路发生条件.得到潜电路出现后,变换器的输出电压不再保持恒定,而是与电路参数、运行条件等密切相关,呈现出非预期特性的结论,并用实验结果加以证实.

基于图论的n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析技术

高阶升压式谐振开关电容变换器的升压阶数增加,拓扑变得更加复杂,其潜在路径隐蔽性更强,因而需要研究一种系统的分析方法.为此本文基于图论提出一种n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析方法,文中给出了该图论分析法的原理和步骤,并以3阶升压式谐振开关电容变换器为例进行了仿真和实验证明.研究结果表明,该方法简单易行,是一种可供推广的电力电子变换器的潜电路分析方法,为预先发现和消除高阶升压式谐振开关电容变换器中的安全隐患提供了理论依据.

单端反激式开关电源反馈回路的补偿控制

针对单端反激式开关电源系统工作的稳定性问题,提出了一种单端反激式开关电源反馈回路的补偿设计方法,设计了基于UC3844电流控制方式的反馈回路和零点—极点补偿电路,并进行了仿真实验。仿真结果表明,本文设计的反馈回路和补偿电路在电网波动和负载变化时仍然可以保证整个系统的稳定性。

基于SiGe BiCMOS工艺的8 GS/s采样保持电路

为实现数字通信对高速模数转换器的要求,基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺提出了一款8 GS/s采样率、6 bit的采样保持电路。电路采用全差分开环结构,利用射极跟随型采样开关实现了电路高采样率。采样开关中采用晶体管线性补偿技术,有效地提高了采样保持电路的线性度。输出缓冲电路采用级联结构实现高线性度,并提高了电路的驱动能力。测试结果发现,在采样模式下单端输入信号频率4 GHz、采样时钟频率8 GHz条件下,有效位数为5.4 bit,无杂散动态范围为37.6 dB,总谐波失真为37.5 dB,总功耗为450 mW,芯片尺寸为0.68 mm×0.68 mm。

谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究

潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性。该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生。文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器。实验结果证实了这一发现和理论分析结果。

基于反馈的交流激励式电容测量电路设计

针对交流激励式电容测量电路抗干扰能力差及测量精度受激励源稳定性影响的问题,提出了一种前级加反馈的电容测量电路设计。首先,将传感器输出电压引出,乘以合适的倍数,加到初始激励源。然后,利用模拟乘法器和低通滤波器进行检波。最后,用八位半数字表3458A采集测量结果。实验结果表明,该系统在0~650μm范围内分辨率达30nm,电路测量最大偏差为20nm,示值稳定性0.1mV/30min。该系统满足电容测微系统稳定性好、准确性高的要求。

采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计

介绍了一种基于PWM控制芯片UC3844的反激式开关电源的反馈回路改进设计,详细讨论了新型反馈电路的工作过程及设计方案,采用光耦PC817和电压基准TL431组成反馈网络。该电源性能优良,具有结构简单,稳压效果好,负载调整率高等优点,具有很高的生产应用价值。

基于开关电容技术的一种电容式传感器测量电路

电容式传感器输出的电容信号很小,一般为几pF至几十pF,因此其后续测量电路的选择与设计非常关键。本文所提出的基于开关电容技术的测量电路是把被测电容转换成微处理器可直接处理的二进制数字信号,克服了传统测量电路易受寄生电容影响和测量结果精度依赖于电源电压稳定性的不足。本文详细分析了该电路的工作原理和设计要点,实验验证了所述测量电路的正确性。

基于可控开关电容充放电平衡的多路LED驱动器

在多路LED均流方案中,基于电容电荷充放电平衡的均流方案具有简单、精确、成本低、可靠性高等优点。结合可控开关电容(SCC)技术和电容电荷充放电平衡技术提出一种多路LED驱动电路。详细分析SCC的工作周期、稳态工作模态以及简化等效电路,得到了SCC等效电容对LED驱动电流的调控曲线。最后搭建了一台四路输出、每路(180~350m A)可调光LED驱动样机,样机可以实现模块内两路LED、模块间四路LED的精确均流,同时模块间通过SCC调控可实现独立调光,具有良好的调控性能和可拓展性。

一种新的高性能开关电容排序电路

本文首次提出了一种新的高性能开关电容排序电路．它采用开关电容技术跟踪／保持输入信号，通过全对称的求大网络求最大，最后分时输出排序结果．该电路结构简单、灵活，规模易扩展．ＰＳＰＩＣＥ模拟结果表明，该电路具有分辨率高、排序范围大等特点．由于求大网络全并行工作，使得电路工作速度快．另外，该电路排序的时间复杂度仅为Ｏ（３ｎ），ｎ为输入端数，这十分有利于多输入端排序．由于采用成熟的开关电容技术，该电路同数字ＣＭＯＳ工艺相兼容，易于模拟、数字混合集成。