国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

多模式開關電源控制芯片的低功耗設計與實現

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月27日  

摘要:針對降低多模式開關電源控制芯片在輕載與待機工作模式下功耗,提高其全負載條件下工作效率的需要,提出一種開關電源控制芯片供電系統的設計方案,實現了其在啟動、關斷、重載、輕載以及待機等各種工作情況下的高效率低功耗工作。該供電系統主要包括欠壓鎖定電路、數字模塊電源單元和兩種不同的模擬模塊電源單元,以及狀態檢測模塊和模式控制邏輯單元,能夠實現電源的上電、掉電控制,同時能夠根據電源的負載條件控制各模塊的開通關斷以實現低功耗工作。該系統已應用于綠色多模式反激式開關控制器的設計中,取得了提高電源效率、降低待機功耗的作用。芯片采用1.5umBiCMOS工藝設計制成。測試表明,所設計電源的各項指標均已達到設計要求。


引言


開關電源的效率與功耗已成為設計師關注的焦點,而多模式控制已經成為電源控制芯片中高效率低功耗設計的主流趨勢。


所謂多模式控制就是在開關電源的工作中根據負載情況的不同采用不同的控制策略,以降低其功耗,提高效率。它是針對常用開關電源在輕載和待機條件下效率低的特點提出的,其設計思想可描述為:在重載下采用PWM模式,以發揮其重載下效率高的優點;在輕載下采取PFM模式,通過降低開關頻率來降低功耗;而在極輕載條件下(待機模式下)則采取BURST模式來降低功耗。


目前,由于能源緊缺,國際國內均對降低用電設備的輕載和待機功耗給予了極大注意。應指出的是,傳統的多模式控制策略雖然改善了開關電源的輕載與待機效率,但未對控制芯片本身的靜態功耗予以足夠的重視,考慮到家電、辦公設備等設備數量巨大,倘能將控制芯片的靜態電流由毫安級降低一至兩個數量級,其節電效能就十分可觀。


文中給出一種低功耗開關電源控制芯片供電系統的設計并予以實現,其特點是可以降低控制芯片在輕載與待機模式下的功耗。


針對當前應用廣泛的系統芯片的需要,分別設置了一個數字模塊供電單元和兩個模擬模塊供電單元,其中一個模擬模塊供電單元專門用于在重載條件下為控制模塊供電,而在輕載和待機模式下則被關斷,以降低芯片的靜態功耗。


1系統與電路設計


1.1系統構成


整個系統的構成如圖1所示。系統中包括一個欠壓鎖定電路(UVLO,Undervoltagelockout),用于保證電路在合適的電壓范圍內正常工作;一個帶隙基準電壓源和一個專為數字模塊供電的電壓源(記為VDD_D),分別為芯片提供基準偏置和數字部分的電源。具體構成時此兩模塊包含在UVLO模塊內。兩個電壓調整器(REGULATOR)分別產生一個5V和一個4.3V的穩定電壓,其中5V穩定電壓源輸出記為REG,用于在重載時為控制器供電(輕載時關斷);4.3V穩定電壓源輸出記為VDD_AD,用于輕載時的供電。當然,必要時還可以利用帶隙基準產生更多不同的電壓以滿足復雜控制模式的需要。



圖1電源系統框圖


此外,本設計中還設置了一個REF-OK模塊來判斷上電后電源系統是否已進入正常工作狀態。


1.2欠壓鎖定電路的設計


欠壓鎖定電路又稱UVLO,見圖2.圖中VDD為芯片外部供電電源,設計值為12V.欠壓鎖定電路的窗口設置為7~9.5V,即上電后電壓上升到大于9.5V時芯片開始正常工作,而當供電電壓小于7V時芯片停止工作。考慮到欠壓鎖定電路在電源控制芯片中的重要性,設計給出了兩種實現方案,并對兩種控制策略的性能進行了分析與比較。



圖2兩個比較器實現的欠壓鎖定電路



圖2給出第一種欠壓鎖定電路的原理圖,稱為U-VLO1,這是用兩個比較器實現的欠壓鎖定電路。VDD是外部供電電壓源,K1、K2是小于1的常數,且K1》K2,VREF為1.25V帶隙基準電壓,LATCH是由兩個反相器組成的鎖存器。圖中標的UVLO_out代表欠壓鎖定信號,狀態設置是UVLO_out=0時有效。


電路的工作原理可簡述如下:12V供電電壓可在VDD比較低時建立一個PTAT(ProportiONaltoabsolutetemperature)電流源,然后利用其建立起帶隙基準電壓源;當VDD由0上升時,帶隙基準電壓r首先建立,此時兩個比較器的輸出為低電位,P1導通,輸出為高電位;當K1VDD大于r時,COMP1輸出跳變,N1管導通,鎖存器鎖存上一個信號,UVLO為高電位(注意其為低電位有效);當K2VDD大于VREF時,N2導通,則UVLO-out為低電位,使能其他模塊;隨著VDD減小,K2VDD首先小于VREF,N2關斷,則鎖存器鎖存信號,UVLO-out保持;當VDD減小到K1VDD小于VREF時COMP1跳變,P1導通,N1關斷,則輸出UVLO-out為高電位,關斷整個控制芯片。


表1UVLO的狀態對應表




另一個方案是利用一個比較器實現的UVLO電路,稱UVLO2.該電路的特點是通過外部遲滯實現了欠壓鎖定功能,可應用于高壓和低壓場合,如圖3.電路的工作原理如下:當VDD由0上升到一個比較小的值時,帶隙基準電壓VREF首先建立,當VDD上升到:



時,比較器開始跳變,N1關斷,UVLO-out為0,使能整個控制芯片。當外部電源電壓開始減小到:



時,比較器跳轉,N1開通,UVLO-out開始變l.通過合理設置R1、R2、R3值就可以使VDD1=9.5V,VDD2=7V,即VDD上升到9.5V時UVLO輸出為零,芯片正常工作;VDD下降到7V時芯片停止工作。



圖3用外部遲滯實現的欠壓鎖定電路



兩種方案的工作特性對比結果如表2所列。需要指出的是,若直接用門電路實現施密特觸發,由于的工藝離散性,將使觸發電壓難以準確控制。


表2兩種欠壓鎖定電路比較




經比較可知,UVL02結構較為簡單,面積小,啟動電流小,有利于降低功耗。因此,本設計最終采用了UVL02方案。此外,為最大限度減小功耗,設計中將帶隙基準電壓、數字電源和欠壓鎖定電路集成在一起。具體電路圖見圖4。



圖4欠壓鎖定和數字電源的具體電路圖


圖中利用帶隙基準電壓加上四個二極管連接的三極管產生一個大于4V的電壓,然后經過M0S管產生一個大約2.65V左右的電壓。這個電壓在基準電壓建立后就產生了,主要用于為欠壓鎖定電路的數字部分供電,并且擔任了為整個系統的數字電路供電的任務。


相關產品

主站蜘蛛池模板: 欧洲色av| 成人中文字幕+乱码+中文字幕 | 人物动物互动39集免费观看 | 国产三级精品视频 | 中文字幕中出 | 波多野结衣在线播放视频 | 国产超碰人人爽人人做人人爱 | 天天干天天操天天干 | 国外成人免费视频 | 1024视频在线| www欧美视频 | 91免费网址| 久久伊人操 | 天天拍天天射 | 成人动漫av| 日本xxx在线观看 | 上原亚衣在线 | 一本色道久久综合亚洲精品 | 草草色 | 九九九九九热 | 亚洲精品国产精品国自产观看 | 钰慧的mv视频在线观看 | 亚洲区一| 精品久久人妻av中文字幕 | 乖疼润滑双性初h | 国产免费福利视频 | 毛片a片免费观看 | 国产一级久久久 | 国产乱人伦精品一区二区 | 亚洲人成免费 | 久久国产人妻一区二区免色戒电影 | 国精产品一区一区三区有限公司杨 | 男人天堂视频在线观看 | 日本学生初尝黑人巨免费视频 | www.4hu95.com四虎 澳门一级黄色片 | 黄色一级网站 | 成年人在线播放 | 亚洲天堂久久久 | 姐姐的秘密韩剧免费观看全集中文 | xxxxx69| 色综合天天综合网天天狠天天 | 美女一二区 | 午夜一区二区三区免费 | 亚洲欧美日韩久久精品 | 国产免费福利 | 超碰男人的天堂 | aaa成人 | 大尺度做爰呻吟舌吻情头 | 在线免费观看亚洲 | 污污视频在线免费观看 | 99久久久久久久久久 | 国产精品免费无码 | 草久久免费视频 | 国产精品888| 日韩一区二区精品视频 | 久热青草 | 禁漫天堂免费网站 | 成人xxxxx| 久久99精品久久久久久三级 | 五月婷婷激情四射 | 中国少妇初尝黑人巨大 | 亚洲香蕉网站 | 日韩岛国片 | 人与动物黄色片 | 国产私拍视频 | 日本三区在线 | 中文字幕2018 | 成人在线视频网站 | 波多野结衣在线看 | 在线观看亚洲欧美 | 在线免费观看av的网站 | 亚洲精品亚洲人成人网 | 国产乱淫片视频 | 久草老司机 | 五月天丁香在线 | 91在线网址| 精品香蕉一区二区三区 | 在线免费中文字幕 | 欧美一区二区三区爽爽爽 | 欧美老熟妇xb水多毛多 | 久久久美女视频 | 国产21页 | 国产精品一二三 | 性工作者十日谈 | 久久久蜜桃一区二区 | av中文字幕在线免费观看 | 91黄在线观看 | 国产制服丝袜 | 国产情侣一区二区三区 | 亚洲精品1234 | 特级a毛片| 欧美日韩一卡二卡三卡 | 黄色一级片在线播放 | 国产乱码一区二区三区播放 | 亚洲一区二区久久久 | 在线亚洲色图 | av电影在线观看不卡 | 免费毛片一区二区三区 | 久久人人妻人人人人妻性色av |