近年来,随着电子技术的快速发展,使得低电压、大电流电路为未来主要发展趋势。低电压、大电流工作有利于提高工作电路的整体功率,但同时也给电路设计带来了新的问题。传统的变换器中常采用普通二极管或肖特基二极管整流方式,在低压、大电流输出的电路中,应用传统二极管整流的电路,其整流的损耗比较大,工作效率比较低。一般普通二极管的压降为1.0-1.3V,即便应用压降较低的肖特基二极管(SBD),产生压降一般也要有0.5V左右,从而使整流的损耗增加,电源的工作效率降低,己经不能满足现代开关电源高性能的需求。因此,应用同步整流(SR)技术可达到此要求,即应用功率MOS管代替传统的二极管整流。由于功率MOS管具有导通电阻很低、开关时间较短、输入阻抗很高的特点,很大程度的减少了开关功率MOS管整流时的损耗,使得工作效率有一个显著提高,因此功率MOS管以成为低压大电流功率变换器首选的整流器件。要想得到经济、高效的变换器,同步整流技术与反激变换器电路结合将会是一个很好的选择。反激变换器拓扑电路的优点是电路结构简单、输入与输出电气隔离、输入、输出工作电压范围较宽,可以实现多路的输出,因而在高电压、低电流的场合应用广泛,特别是在5~200W电源中一般采用反激变换器。
标签: 开关电源
上传时间: 2022-06-25
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本文主要超薄芯片的背面金属化中的一些问题,阐述了两种主要的背面金属化工艺的建立,并解决了这两个工艺中关键问题,使得工艺获得好的成品率,提高了产品的可靠性,实现了大规模量产。流程(一)介绍了一种通过技术转移在上海先进半导体制造有限公司(ASMC)开发的一种特殊工艺,工艺采用特殊背面去应力工艺,通过机械应力和背银沾污的控制,将背面金属和硅片的黏附力和金硅接触电阻大大改善。论文同时阐述了一种自创的检验黏附力的方法,通过这种方法的监控,大幅度提高了产品良率,本论文的研究课题来源于企业的大规模生产实践,对于同类的低压低导通电阻VDMOS产品有实用的参考意义。流程(二)讨论了在半导体器件中应用最为广泛的金-硅合金工艺的失效模式及其解决办法。并介绍了我公司独创的刻蚀-淀积-合金以及应力控制同时完成的方案。通过这种技术,使得金硅合金质量得到大步的提升,并同时大大减少了背金工艺中的碎片问题,为企业获得了很好的效益。
上传时间: 2022-06-26
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这是AM7228在普通用户12V风扇驱动中的应用总结。设备。AM7228最吸引人的功能是通过外部电阻进行斜坡调节,可以满足大多数风扇要求。该集成电路采用软开关驱动、双CMOS工艺,实现了静音驱动,低导通电阻,低功耗。这也包括锁保护以及不需要外部电容器的自动重启电路。
上传时间: 2022-07-26
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采用单片机的8位输出口,每个输出口接入1只电阻,其阻值为2n次方,由单片机8位数据控制电阻是否接入(并联),此电阻接入比较器并控制可控硅导通角,实现数字控制的调光。本软件是由8位数据对总电阻的计算。该技术还可应用于数控的模拟负载电路、电压输出等电路中。
上传时间: 2013-10-26
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v无刷直流电动机具有结构简单、可靠性高、维护方便、运行效率高和调速性能好等优点,随着微处理器技术、电力电子技术、控制理论,以及低成本、高磁能积永磁材料的发展,得到越来越广泛的应用。无刷直流电动机采用无位置传感器控制,电动机结构更加简单,应用范围扩大,相对于有位置传感器控制优势明显。本论文围绕无刷直流电动机的无位置传感器控制进行较为系统和深入的研究。 首先,论文从基本电磁定律出发,在分析无刷直流电动机结构和工作原理的基础上,建立了无刷直流电动机的数学模型,为分析无刷直流电动机无位置传感器控制奠定基础。 其次,根据无刷直流电动机反电势过零检测原理,对反电势过零检测法的各种实现方法进行研究,比较各种实现方法的优缺点,指出它们的适用范围。在此基础上,给出带通滤波法及其简化电路形式,提出使用带通滤波器获取反电势三次谐波的方法。论文将直流电源负端电压作为带通滤波法和带通滤波三次谐波法的参考电平。 论文对无刷直流电动机无位置传感器控制中的关键问题-起动方法进行研究,在详细分析“三段式”起动方法的实现过程的基础上,给出了从外同步到自同步平稳切换的条件。论文在研究无刷直流电动机无位置传感器控制换相方法的基础上,提出了一种新的换相方法,提高了电动机运行平稳性和系统稳定性。在带通滤波三次谐波法中使用该换相方法,无需对三次谐波积分即可得到换相时刻。 滤波器是反电势法中反电势过零检测电路的重要组成部分。论文在分析无刷直流电动机端电压信号特点的基础上,给出滤波电路的技术要求,根据滤波器基本设计原理,分别对一阶RC无源带通滤波器和二阶RC有源低通滤波器进行电路设计和参数计算,并通过实验验证理论分析和仿真结果。这些为通过检测反电势过零点获得可靠的换相信号创造了条件。 论文还分析了无刷直流电动机无位置传感器控制中产生转子位置检测误差的原因,提出了相应的校正方法。通过分析无刷直流电动机的换相过程,建立了换相状态的等效电路和数学模型,研究了转子位置误差引起的电动机超前、滞后换相现象,及其由此产生的非导通相环流,在理论分析的基础上,进行了仿真计算,并与实验结果对照分析。 功率器件的功率损耗分析在逆变器设计和提高控制系统的可靠性方面具有重要作用。论文构建了由IGBT组成的简化逆变器模型,并进行仿真研究。针对不同的开关频率和栅极电阻,定量计算了IGBT开关过程中各阶段的功率损耗,给出了变化规律,对逆变器的设计具有重要的指导意义。最后,论文研制了基于反电势过零检测法的无位置传感器无刷直流电动机控制系统,控制系统由硬件和控制软件两部分组成。硬件部分包括主电源整流滤波电路、控制电源电路、反电势过零检测电路、驱动和逆变电路以及保护电路等,控制软件包括电动机起动模块(包括定位、加速、切换)、电动机运行控制模块(包括过零检测及校正、换相)和各保护功能模块。对系统进行了调试,并对论文中所分析和提出的各种方法进行了相关的实验研究,给出了实验结果。
上传时间: 2013-06-06
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高精度惯性加速度计能够实现实时位移检测,在当今民用和军用系统如汽车电子、工业控制、消费电子、卫星火箭和导弹等中间具有广泛的需求。在高精度惯性加速度计中,特别需要稳定的低噪声高灵敏度接口电路。事实上,随着传感器性能的不断提高,接口电路将成为限制整个系统的主要因素。 本论文在分析差动电容式传感器工作原理的基础上,设计了针对电容式加速度计的全差分开环低噪声接口电路。前端电路检测传感器电容的变化,通过积分放大,产生正比于电容波动的电压信号。 本论文采用开关电容电路结构,使得对寄生不敏感,信号灵敏度高,容易与传感器单片集成。为了得到微重力加速度性能,设计电容式位移传感接口电路时,重点研究了噪声问题和系统建模问题。仔细分析了开环传感器中的不同噪声源,并对其中的一些进行了仿真验证。建立了接口电路寄生电容和寄生电阻模型。 为了更好的提高分辨率,降低噪声的影响如放大器失调、1/f噪声、电荷注入、时钟馈通和KT/C噪声,本论文采用了相关双采样技术(CDS)。为了限制接口电路噪声特别是热噪声,着重设计考虑了前置低噪声放大器的设计及优化。由于时钟一直导通,特别设计了低功耗弛豫振荡器,振荡频率为1.5M。为了减小传感器充电基准电压噪声,采用两级核心基准结构设计了高精度基准,电源抑制比高达90dB。 TSMC 0.18μm工艺中的3.3V电压和模型,本论文进行了spectre仿真。 关键词:MEMS;电容式加速度计;接口电路;低噪声放大器;开环检测
上传时间: 2013-05-23
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变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变 频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然 还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。 1)整流电路 如图所示,通用变频器的整流电路是由三相桥 式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻 网络引入整流桥的输入端。网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器件的最 大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。 2)滤波电路 逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电 动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时,三相整流桥输出 的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。通用变频器直流滤波电 路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随 的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。 3)逆变电路 逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。通常的中小容量的变频器主回路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路及驱动电路。如三菱公司 生产的IPMPM50RSA120,富士公司生产的7MBP50RA060,西门子公司生产的BSM50GD120等,内部集成了整流模块、功率因数校正 电路、IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz,保护功能为欠电压、过电压和过热故障时输出故障信号灯。逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功能是当频率下降时,异步电 动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反馈至直流电路提供通道。在逆变过程中,寄生电感释放能量提供通道。另外,当位于同一桥臂上的两个开 关,同时处于开通状态时将会出现短路现象,并烧毁换流器件。所以在实际的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅助电路,以保证电路的正常工作和在发生 意外情况时,对换流器件进行保护 。
上传时间: 2013-10-18
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气体开关在脉冲功率技术中有着广泛的应用,并有着特殊重要的地位,而开关也是制约脉冲功率技术的关键因素之一。开关的特性决定了脉冲功率信号的上升时间、幅值、脉冲宽度等参数。开关导通过程中的电阻和电感决定了脉冲的参数,所以研究开关的动态特性是很重要的。在脉冲功率中,脉冲上升时间要求在纳秒级,开关的电感和电阻对脉冲上升时间有很大的影响,因此确定开关的电阻和电感是非常必要的,本文设计了通过测量开关短路状态下的电流曲线得出开关电感电阻的方法。一般脉冲功率技术对波形的前沿要求较为苛刻,本文着重研究了开关动态参数及回路参数对脉冲前沿的影响。同时本文还分析了气体开关能耗与开关参数的关系。本文还利用国际通用的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对开关回路及动态过程进行了仿真。本文对开关进行了实际实验,测量了开关的自击穿电压及其电流和电压波形。在测量脉冲电流时使用了罗戈夫斯基线圈,本文介绍了罗戈夫斯基线圈的原理及结构。
上传时间: 2013-11-15
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同步整流技术简单介绍大家都知道,对于开关电源,在次级必然要有一个整流输出的过程。作为整流电路的主要元件,通常用的是整流二极管(利用它的单向导电特性),它可以理解为一种被动式器件:只要有足够的正向电压它就开通,而不需要另外的控制电路。但其导通压降较高,快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0~1.2V,即使采用低压降的肖特基二极管(SBD),也会产生大约0.6V的压降。这个压降完全是做的无用功,并且整流二极管是一种固定压降的器件,举个例子:如有一个管子压降为0.7V,其整流为12V时它的前端要等效12.7V电压,损耗占0.7/12.7≈5.5%.而当其为3.3V整流时,损耗为0.7/4(3.3+0.7)≈17.5%。可见此类器件在低压大电流的工作环境下其损耗是何等地惊人。这就导致电源效率降低,损耗产生的热能导致整流管进而开关电源的温度上升、机箱温度上升--------有时系统运行不稳定、电脑硬件使用寿命急剧缩短都是拜这个高温所赐。随着电脑硬件技术的飞速发展,如GeForce 8800GTX显卡,其12V峰值电流为16.2A。所以必须制造能提供更大输出电流(如多核F1,四路12V,每路16A;3.3V和5V输出电流各高达24A)的电源转换器。而当前世界的能源紧张问题的凸现,为广大用户提供更高转换效率(如多核R80,完全符合80PLUS标准)的电源转换器就是我们整个开关电源行业的不可回避的社会责任了。如何解决这些问题?寻找更好的整流方式、整流器件。同步整流技术和通态电阻(几毫欧到十几毫欧)极低的专用功率MOSFET就是在这个时刻走上开关电源技术发展的历史舞台了!作为取代整流二极管以降低整流损耗的一种新器件,功率MOSFET属于电压控制型器件,它在导通时的伏安特性呈线性关系。因为用功率MOSFET做整流器时,要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能,故称之为同步整流。它可以理解为一种主动式器件,必须要在其控制极(栅极)有一定电压才能允许电流通过,这种复杂的控制要求得到的回报就是极小的电流损耗。在实际应用中,一般在通过20-30A电流时才有0.2-0.3V的压降损耗。因为其压降等于电流与通态电阻的乘积,故小电流时,其压降和恒定压降的肖特基不同,电流越小压降越低。这个特性对于改善轻载效率(20%)尤为有效。这在80PLUS产品上已成为一种基本的解决方案了。对于以上提到的两种整流方案,我们可以通过灌溉农田来理解:肖特基整流管可以看成一条建在泥土上没有铺水泥的灌溉用的水道,从源头下来的水源在中途渗漏了很多,十方水可能只有七、八方到了农田里面。而同步整流技术就如同一条镶嵌了光滑瓷砖的引水通道,除了一点点被太阳晒掉的损失外,十方水能有9.5方以上的水真正用于浇灌那些我们日日赖以生存的粮食。我们的多核F1,多核R80,其3.3V整流电路采用了通态电阻仅为0.004欧的功率MOSFET,在通过24A峰值电流时压降仅为20*0.004=0.08V。如一般PC正常工作时的3.3V电流为10A,则其压降损耗仅为10*0.004=0.04V,损耗比例为0.04/4=1%,比之于传统肖特基加磁放大整流技术17.5%的损耗,其技术的进步已不仅仅是一个量的变化,而可以说是有了一个质的飞跃了。也可以说,我们为用户修建了一条严丝合缝的灌溉电脑配件的供电渠道。
标签: 同步整流
上传时间: 2013-10-27
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6N137的结构原理如图1所示,信号从脚2和脚3输入,发光二极管发光,经片内光通道传到光敏二极管,反向偏置的光敏管光照后导通,经电流-电压转换后送到与门的一个输入端,与门的另一个输入为使能端,当使能端为高时与门输出高电平,经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时,输出高电平,但这个逻辑高是集电极开路的,可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。
上传时间: 2014-03-24
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