功率MOSFET在永磁同步电机控制中的影响和分析

在现代雷达控制系统中,伺服系统的转速稳定性和定点精度,直接影响到最终成像品质。文中针对伺服系统常用的永磁同步电机控制器中的功率器件金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)展开研究,主要分析了MOSFET的米勒效应,介绍了MOSFET的电路模型和开通过程,分析了米勒平台电压的振荡原因和米勒效应对驱动电路的危害,并设计两种优化电路来抑制米勒效应。理论分析和实验结果表明,经过改进的驱动电路有效抑制了米勒效应产生的栅源脉冲电压尖峰。所设计电路已应用于20 kHz/1 kW永磁同步电机驱动器,有效提升了雷达伺服系统的环境适应性和稳定性。

一种数控精密压控振荡器及其时间误差

引入了时差概念 ,分析了一种数控精密压控振荡器的性能及时间误差 ,并阐明了其扫描电路的用途 .

密勒电路及其起始正跳

本文在理论分析的基础上，全面地描述了密勒电路的起始正跳，并指出该电路的非线性系数与起始正跳无关。

密勒定理及其应用

密勒定理在电路分析和设计中具有较广泛的应用。本文结合当前电路教学实践,就密勒定理表述、证明及其应用作进一步的讨论。通过举例说明了密勒定理的应用,给出了密勒定理的教学建议。作为电路规律的一种总结,利用密勒定理分析电路时具有事半功倍的作用,可加深学生对电路本质的理解。本文的讨论可供从事电路教学的教师参考。

扫描电压形成电路概论

扼要地论述了扫描电压形成电路的基本理论,并且概括了近年来在这方面研究的进展.

桥式变换器米勒效应及其抑制方法研究

移相全桥DC/DC变换器普遍应用于大功率场合,由于其开关管能实现零电压开通,大大提高了变换效率。然而滞后臂比超前臂开关较难实现零电压开通,通常情况下,轻载时,滞后臂运行在硬开关状态。硬开关状态下,由于米勒电容的存在,开关管的动作会使其他开关管的门极电压发生振荡而再开通。深入研究了米勒效应的原理,以及移相全桥DC/DC变换器在超前臂零电压开通,滞后臂硬开关的情况下,米勒效应对其影响。提出了抑制米勒效应的方法,并通过4.8 kW实验样机证实了方法的可行性。

一种25MS/s高精度采样保持器的设计

介绍了一种高精度采样保持器。密勒电容反馈的引入,使等效保持电容大大增加,从而有效地抑制了模拟开关的电荷注入效应带来的采样误差;设计大共模输入范围的高增益带宽积的放大器,以提高信号差模输入范围和精度;采用由分频器组成的准采样电路,避免了保持输出信号的抖动对后级电路(如ADC的比较器)的影响。设计采用TSMC 0.25μm 3.3 V CMOS工艺,仿真结果表明,该采样比较器在全范围输入1.1 MHz,采样率25 MS/s时,单音主杂比高于56 dB;全范围输入110 kHz,采样率10 MS/s时则高达近80 dB。

IGBT驱动电路密勒效应的应对策略分析

IGBT的门极驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力等,决定了IGBT的静态与动态特性。针对IGBT在开通和关断时,密勒效应对驱动的影响及其应对策略进行研究和分析。分析了密勒电容引起的寄生导通效应的4种应对策略,包括改变门极电阻,增加GE间电容,采用负压驱动以及有源密勒钳位技术,并分析了驱动电路中门极电阻对IGBT性能的影响。在此基础上,进行了实验对比,给出了实验分析结果。此外还对驱动与控制板的线缆连接要求进行了测试对比。实验结果表明,门极电阻的设置直接影响IGBT的开关性能,实际应用中需要综合考虑实际需求选择合适的门极电阻值来保证IGBT最优化地开通关断,密勒效应中的密勒电容对IGBT的开关性能影响非常大,驱动与控制板的线缆连接要求越短越好。

一种基于米勒电容的采样/保持电路

讨论了目前存在的基于米勒电容的采样/保持电路,在此基础上设计了一种简化形式。该电路利用简单的CMOS反相器代替米勒反馈电路中的运算放大器,在保证采样速度和精度的前提下,节省了面积。最后,采用TSMC公司的0.35μm标准CMOS工艺库对整体电路进行了性能分析和仿真。

放大电路高频响应分析再探

在分析放大电路的上限截止频率时，通常用密勒定理对共射电路进行单向化等效，可简化计算过程。但是分析表明，密勒定理不能解释共基和共集电路的上限截止频率比共射电路高的原因。在网络的上限截止频率附近，用主极点函数来表示网络的传递函数，就可以用网络的开路时间常数和表示网络上限截止频率的时间常数。运用主极点方法分析放大电路的上限截止频率，一眼即可看出，共基和共集电路的开路电阻远小于共射电路的开路电阻，因此它们的开路时间常数和比共射电路的小，它们的高频响应效果自然优于共射放大电路。由此可见，用放大电路的开路时间常数和分析上限截止频率，物理概念清晰，它适用于各种放大电路的高频响应分析。

一种米勒通路补偿的两级放大器(英文)

提出了一种"米勒通路补偿"(MPC)的两级放大器。基于米勒效应的分析,讨论米勒通路补偿的作用并将之应用于两级放大器结构。补偿后的放大器,在很小补偿电容(2 pF)的辅助下可以完成对大负载电容(100 pF)的驱动。基于0.6μm30 V BCD工艺模型的仿真结果显示,MPC放大器在驱动100 pF负载电容下达到直流增益75 dB,相位裕度62.4°,单位增益频率4.4 MHz。

MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制

设计功率MOSFET驱动电路时需重点考虑寄生参数对电路的影响。米勒电容作为MOSFET器件的一项重要参数,在驱动电路的设计时需要重点关注。重点观察了MOSFET的开通和关断过程中栅极电压、漏源极电压和漏源极电流的变化过程,并分析了米勒电容、寄生电感等寄生参数对漏源极电压和漏源极电流的影响。分析了栅极电压在米勒平台附近产生振荡的原因,并提出了抑制措施,对功率MOSFET的驱动设计具有一定的指导意义。

针对碳化硅器件的高频逆变器缓冲电路设计

由于大功率、高频高温等运行环境的需求,碳化硅(SiC)器件成为新一代半导体器件的代表,但其尖峰问题一直制约着这一新型器件的发展。以SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)为研究对象,着重从逆变器中运用SiC器件的方面来进行尖峰问题的研究,分析了SiC MOSFET在开关过程中产生尖峰和振荡的原因,通过增加RC缓冲电路的方法对SiC的尖峰和振荡问题进行优化,结果证明RC缓冲电路可以降低SiC器件产生的尖峰和振荡。通过多组实验进行数据曲线的拟合,确定了RC缓冲电路中缓冲电容与缓冲电阻的关系表达式。

一种调节Marx电源脉冲边沿的驱动电路

为了调节固态Marx发生器输出脉冲的边沿,提出了一种新型的的驱动电路,该方案通过调整充放电管的驱动电压,结合驱动电路的硬件结构,调节米勒平台时间,进而调整充放电管开通速度,实现了对于高压输出脉冲的边沿调节,其结构简单,不需要每级独立的控制信号。对于该电路中驱动电压和开关管开通速度的关系建立了模型进行了推导。结合理论分析结果设计了驱动电路的参数,仿真结果表明该驱动电路能够调节输出脉冲边沿。搭建带有设计参数下驱动电路的固态Marx发生器在容性负载下和阻性负载下进行了实验验证。利用该方案实现了对于6级Marx电路的3.6 kV输出脉冲在55~7.7μs的边沿调节,验证了该方案的可行性,并对比分析了不同阻性负载对于脉冲边沿造成的影响。实验结果表明:该电路在提高固态脉冲电源的边沿调节性能方面有独特的优势。

双路高速高增益光电耦合器线性放大电路中加速电阻R_x的理论分析和计算

本文对双路高速高增益光电耦合器线性放大电路中的加速电阻R_x进行了理论分析和计算,并确定其取值范围。

Ultrasound Driving Application of a Universal Waveform Generator Derived from Displaying Driving System

The design of a universal waveform generator derived from displaying driving applications using floating power and Miller integrator circuit is introduced first. Then, the feasibility of driving ultrasound transducers is verified by the test of the circuit and compared with other specific design of pulse generator for ultrasound driving purpose.

用于1 GSample/s 14位ADC的运算跨导放大器

运算跨导放大器是流水线型ADC中乘法数模转换器(MDAC)模块的重要组成部分。设计了一种用于1 GSample/s 14位流水线型ADC的运算跨导放大器(OTA)。由于无线通信领域的应用需要,设计要求在1.8 V的电源电压下,实现1.6 V的差分输出并且能够满足ADC速度和精度要求的运算跨导放大器。采用增益自举电路的套筒式结构可使OTA同时具有高增益带宽积(GBW)和高直流增益,并设计共源极放大器作为OTA的第二级实现较大输出摆幅。调零电阻和密勒补偿使OTA在较小功耗下获得合适的相位裕度,配合零极点分析可进一步优化OTA整体功耗。该运算放大器基于40 nm CMOS工艺实现。仿真结果表明,该运算跨导放大器的直流增益大于90 dB,GBW大于17 GHz,相位裕度大于80°,完全满足1 GSample/s 14位流水线型ADC的性能要求。

一种改进的单极性IGBT驱动电路

单极性IGBT驱动电路结构简单,成本低,却存在换流时射极产生负压引起振荡以及米勒效应引起二次开通等问题,针对以上问题设计了一种基于单极性电源供电的IGBT驱动电源和门极驱动控制电路。采用自举电路给上桥臂驱动供电,通过有源箝位及自举限流等方法来解决换流时IGBT射极的负压问题,采用三极管来分流米勒电流,解决米勒效应引起的的二次误开通问题。实验结果证明了该方法的可行性与正确性。

密勒定理及其应用

提出密勒定理的另一种形式,并举例说明它的简单应用。

适用于3D NAND的高稳定度的Capacitor-free LDO

文中设计一种应用于3D NAND的无片外补偿电容的LDO,该电路在传统嵌套米勒补偿的基础上,增加"gm减小电路"和"轻重载控制电路",实现在空载(电流负载为零)且有大负载电容条件下的稳定。此设计应用YMTC 0.18μm工艺实现,仿真结果显示,在2.5~3.6 V电源供电下,整个电路消耗的静态电流为50μA,总补偿电容为7 pF,电路稳定的时间小于6μs,输出线性调整率小于2.2 mV/V,负载调整率小于0.9 mV/mA。