产品目录

当前位置：首页 >>> 技术文章 >

技术文章

大电流发生器的设计成为关键

大电流发生器的设计成为关键
室温且没有滤波电容时，对该带隙电压基准源仿真电源电压抑制比(PSRR得到3.3V电源电压下大电流发生器。100Hz下为-65dB要获得更好的PSRR可以通过在基准的输出端加一滤波电容来提高PSRR将Vref经过了一个RC低通滤波电路输出大电流发生器的产生原理，这样可以改善输出基准电压的电源抑制能力，减小噪声干扰，并且可以减小在电路上电时的基准电压瞬态过冲。
核心部分器件为过压保护开关，整个方案中。以美国研诺逻辑科技有限公司（AA TI过压保护开关 AA T4684为例，过压保护开关的内部主要是由控制逻辑电路和 PMOS管组成，当 OVP端的检测电压高于特定电压阈值之后，逻辑电路就会通过栅极关断 PMOS沟道。由于该 PMOS管拥有较高的持续性耐压（28V因此可以保护后端的元器件不会因前端电源输入异常高压而烧毁（其内部原理如图2所示）由于 OVP保护开关虽然可以持续地长时间承受耐压范围内的电压，但是却无法经受超过其耐压范围的瞬时电压冲击，而TVS结构的二级管，虽然无法承受长时间的导通电流，但是却可以在瞬时吸收很高的电压冲击，通过自身的雪崩导通来限制其两端的*高电压，对电压起到钳位的作用。因此将 TVS管置于 OVP开关电路之前大电流发生器，就可以有效地防止瞬时高压对 OVP开关的破坏，同时 OVP持续受压能力又可以保护后端电路免受前端电源持续高电压的破坏。电路逻辑结构如图 6所示。本文特别感谢美国研诺逻辑科技有限公司中国区应用工程部总监谭磊（TaylorTan先生及华东区应用工程部经理毛铮（FrankMao先生对本文的修改和指正。文章*后部分将附上使用 TVS管前后实验测得的波形，以供读者对照分析，可以进一步理解 TVS加 OVP开关在电路端口保护设计中的必要性。
附录 :
供读者参考。接口使用SP490器件构建，以下实验对 AA T4684输入端使用 TVS和不使用 TVS管前后的波形进行比较。该器件为全双工的RS-485电平收发器，通过与MCU串口连接，可被PC机操作，从而实现仪表的远程操作、集中监控等功能。
2．3系统线路布局
信号由机箱后面板输入，经过电压采样、模拟开关、采样保持和AD转换后将输入的模拟信号变为数字信号。图2中的虚线部分是模拟电路。由离散化公式可知，根据一个周期内不同时刻的电压采样值及采样点数可计算出电压的有效值。根据周期T选择适当的采样次数N以确定采样时间间隔。由于AT89C51主频为11．0592MHz和AD574转换速度为35μs并考虑到电力参数精度要求，采样周期定为312．5μs即每个周期内采样64点。另外，阻抗匹配网络的输入电压与输出电压比为所以阻抗匹配网络输出端的电压为：举个例子,图2为系统线路布局示意图。PCB板按信号流程布局。考虑图4所示简单电路,其传输特性如图5所示。比较器的反相输入电压从0开始线性变化,由分压电阻R1R2构成正反馈。当输入电压从1点开始增加(图6,输入电压超过同相阈值VTH+=VCCR2/R1+R2之前,输出将一直保持为VCC阈值点,输出电压迅速从VCC跳变为VSS,因为,此时反相端输入电压大于同相端的输入电压大电流发生器。输出保持为低电平,直到输入经过新的阈值点5,VTH-=VSSR2/R1+R25点,输出电压迅速跳变回VCC,因为这时同相输入电压高于反相输入电压。该设计所面临的直接问题是3%误差可能导致电压在3V至4.5V之间变化。利用图1所示框图，可进行基本计算。数字电位器是50kΩ 25%容差)R1为16.5K1%R2为100K1%电位器端到端电阻25%容差是设计中的*大误差源。FA N9612采用飞兆半导体专有的同步方案Sync-Lock可确保软启动、软中止(Soft-Stop期间以及所有瞬态和稳态工作条件下近乎**的180°同步。如果某个故障模式导致一个信道无法工作大电流发生器性能稳定，内部重启动定时器会被激活，相当于高效的功率限制，可防止此通道提供全额定功率。所有这些同步和**功能都完全由FA N9612处理，无须功率级冗余设计，从而能实现针对效率、性能和可靠性高度优化的设计。除了欠压保护和输入电压OVP外，FA N9612还具有两极输出电压OVP功能。图4中所示的反馈电阻RFB1和RFB2对输出电压进行分压，并把信号馈入到FA N9612跨导误差放大器的输入端。一个非锁死输出OVP电路用于在内部监控该信号大电流发生器，并被设置在反馈电压超过3.25V时阻止开关。因此实际上，RFB1和RFB2具有调节输出电压和执行输出OVP双重功能。某些应用可能有限制输出OVP和电压调节功能共享同一组串联电阻的设计要求。FA N9612针对这一问题提供**级锁定OVP功能，该锁定电路的阈值为3.5V可通过ROV1和ROV2来主动设置比非锁定的OVP更高的保护电压。RFB2与地短路这种可能性较小的事件中，这个**级OVP功能可关闭DRV1和DRV2目前，基准电压源被广泛应用与高精度比较器，A/DD/A 转换器，动态随机存储器等集成电路中。基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。
温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片，产生的基准电压精度。甚至整个系统的性能。特别是D/A A/D数据转换系统中，基准源的性能与量化器的量化精度密切相关。随着D/A A/D精度的不断提高大电流发生器，**稳定的基准源的设计成为关键。因此，设计一个高性能的基准电压源是具有十分重要的意义。根据上式可知在大部分工艺下，通过调节电路，一阶系数项可以很容易消除。但是由于工艺参数r值和由电阻引入的系数δ不能很好的抵消，使得高阶电压分量仍然存在即C2项不可能消除，导致温度系数不能达到足够低。
M6导通，这里提出的电路结构如图3所示。系统由四个模块组成：省功耗和偏置电路、运放、基准电压输出模块和高阶曲率补偿。基准核心结构和高阶曲率补偿电路部分的工作原理在前面分析的改进带隙基准中有重点讲过。图3左边所示的功耗控制开关VC1当VC1为低电平(0时。M4关闭，则M7栅极点电位为高，M7关闭，则M7支路电流为0电流镜M10M11镜像M7支路电流，导致差分放大器的尾电流为0差分放大器没有工作，整个电路都没有工作，处于省功耗状态；当VCl为高电平(3.3V时大电流发生器，M6关闭，M4导通，则M1M6组成的偏置电路为M7栅极提供合是基准输出与电源电压(03.3V关系曲线。仿真结果表明：这种带隙基准电压源结构在正常工作状态下的*小电源电压可达1.6V输出基准电压Vref=1.17443±0.00043V-40+100℃范围内大电流发生器提高性能，带隙基准电压源输出电压的温度系数rTC=2.077ppm℃。25℃，3.3V下，功耗不到110μW电路总功耗为109.89μW25℃，1.6V下，功耗不到9μW电路总功耗为8.453μW。

上一篇：大电流发生器的带隙基准源
下一篇：大电流发生器负载调整率

若网站内容侵犯到您的权益，请通过网站上的联系方式及时联系我们修改或删除