第七输入输出级电路设计
ASIC课程设计——MOS输出级电路设计与Hspice仿真
目录
一．背景介绍 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。二．设计要求与任务............................................................................................................. 错误!未定义书签。三．电路原理及设计方式..................................................................................................... 错误!未定义书签。1．电阻负载共源级放大器电路原理分析............................................................. 错误!未定义书签。2．有源负载共源放大器设计方式 ......................................................................... 错误!未定义书签。四．HSpice软件环境概述 .................................................................................................. 错误!未定义书签。1．简介 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。2．特点 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。3．界面预览............................................................................................................... 错误!未定义书签。五．设计进程.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。六．结果和讨论 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。七．设计心得.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。八．库文件程序附录............................................................................................................. 错误!未定义书签。
PADS Logic设计---第7章 单片机按键输入电路设计
第7章 单片机按键输入电路设计
SE常用元件库的加载 Protel99 SE常用元件库的加载
方法2 执行菜单命令 方法2：执行菜单命令Design\Browse Library，在相应窗口的 在相应窗口的Libraries设置 设置
框中点击按钮“ 框中点击按钮“Add/Remove”可弹出 可弹出 对话框， 如右图对话框，搜索到需要加载的元
第7章 单片机按键输入电路设计
创建和保存一个新的设计数据库文件
首先执行 File/New菜 File/New菜 单命令可进 入如右界面： 入如右界面：
主菜单 主工具栏 设计管理窗口
在此输入新建设计数据 库文件名： 库文件名：mcu.ddb
在硬盘根目录下创建一个 设计文件工作目录。 设计文件工作目录。 E:\protel_test， 如：E:\protel_test，新 建的设计数据库文件就建 立在此目录下。 立在此目录下。
第7章 单片机按键输入电路设计
在新建的mcu.ddb中新建原理图设计文件 在新建的mcu.ddb中新建原理图设计文件 mcu.ddb
在设计管理 器窗口中的 mcu.ddb主目 mcu.ddb主目 录下选中 Document子 Document子 目录， 目录，执行 菜单命令 File/New可 File/New可 进入如右界 面：
件库， Add按钮，然后执行OK命令完 件库，按Add按钮，然后执行OK命令完 按钮 OK 成加载。 成加载。
模拟集成电路设计——两级全差分高增益放大器设计_2
全差分高增益放大器的设计
一、设计产品名称
全差分高增益放大器
二、设计目的
1.掌握模拟集成电路的基本设计流程；
2.掌握Cadence基本使用方法；
3.学习模拟集成电路版图的设计要点；
4.培养分析、解决问题的综合能力；
5.掌握模拟集成电路的仿真方法；
6.熟悉设计验证流程方法。
三、设计内容
全差分高增益放大器（Full-differential OTA）是一种非常典型的模拟IP, 在各类模拟信号链路、ADC.模拟滤波器等重要模拟电路中应用广泛, 是模拟IC 设计人员必需掌握的一种基础性IP 设计。
采用华大九天Aether 全定制IC 设计平台及其自带的0.18um PDK, 设计一款全差分高增益放大器电路, 完成电路图设计、前仿真、Layout 设计和物理验证
（DRC&LVS）。考虑以下OTA 架构：
图1 OTA架构
四、电路设计思路
模拟集成电路的设计分为前端与后端, 设计流程可以分为明确性能要求、选择电路结构、计算器件参数、原理图绘制、前仿真、版图绘制、DRC设计规则检查、LVS版图与电路图一致性检查、寄生参数提取及后仿真、流片测试。本次实验使用基于华大九天Aether 全定制IC 设计平台及其自带的0.18um PDK, 实现模拟集成电路全差分高增益放大器的全流程设计与仿真。
（1）性能指标:
需要验证三种PVT Corner:
a) 电源电压1.8V, 温度27℃, corner 为TT；
b) 电源电压1.6V, 温度80℃, corner 为SS；
c) 电源电压2.0V, 温度-40℃, corner 为FF；
集成电路课程设计
集成电路课程设计
1. 目的与任务
本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。 2. 设计题目与要求
2.1设计题目及其性能指标要求
器件名称：含两个2-4译码器的74HC139芯片 要求电路性能指标：
（1） 可驱动10个LSTTL 电路（相当于15pF 电容负载）； （2） 输出高电平时，|I OH |≤20μA ，V OH ，min =4.4V ； （3） 输出底电平时，|I OL |≤4mA ，V OL ，man =0.4V ； （4） 输出级充放电时间t r =t f ，t pd ＜25ns ；
（5） 工作电源5V ，常温工作，工作频率f work =30MHz ，总功耗P max ＝
150mW 。 2.2设计要求
1. 独立完成设计74HC139芯片的全过程；
2. 设计时使用的工艺及设计规则： MOSIS:mhp_n12；
3. 根据所用的工艺，选取合理的模型库；
4. 选用以lambda(λ)为单位的设计规则；
5. 全手工、层次化设计版图；
6. 达到指导书提出的设计指标要求。 3. 设计方法与计算 3.1 74HC139芯片简介
74HC139是包含两个2线-4线译码器的高速CMOS 数字电路集成芯片，能与TTL 集成电路芯片兼容，它的管脚图如图1所示，其逻辑真值表如表1所示：
七段显示译码器电路设计
题目：七段显示译码器电路设计专业：电气自动化专业
班级：
姓名：
学号：
目录
第一节绪论……………………………………………………………………………..
1.1本设计的任务和主要内容………………………………………………………………..
1.2基本工作原理及原理框图………………………………………………………………...第二节硬件电路的设计…………………………………………………………………
2.1BCD译码器选择与设计…………………………………………………………………….
2.2LED显示器的设计……………………………………………………………………………
2.3总的设计……………………………………………………………………………………第四节设计总结…………………………………………………………………………
第一节绪论
本课程设计的七段译码器主要以BCD译码器或LED显示器为主要部件，应用集成门电路组成的一个具有译码和显示的装置。其中BCD 译码器采用8421BCD译码器，即----七段显示译码器（74LS48）型。LED显示器是由发光二极管组成的，LED显示器分共阴极和共阳极两种型号，共阴极LED显示器的发光二级管阴极接地，共阳极LED显示器的发光二极管阳极并联。最后把BCD译码器或LED显示器组成了的
装置就具有了显示和译码的功能。此七段译码器也就成功了。
1.1设计的任务和本主要内容
1）运用LED显示器或BCD译码器实现一定的功能
2）写出详细的实验报告
1.2基本工作原理及原理框图
基本工作原理及原理框图如下：
第二节硬件的设计
7段数码显示译码器设计
7段数码显示译码器设计
数码显示译码器是一种可以将二进制代码转换为数码形式输出的电子
装置。它是数字电路中常见且重要的组成部分，用于将二进制数据转换为
人们可以直接阅读和理解的数码显示。本文将介绍一个基于74LS47芯片
的7段数码显示译码器的设计。
一、设计目标
设计一个能够接受4位二进制代码输入，并将其转换为对应的七段数
码形式输出的译码器电路。
二、74LS47芯片介绍
74LS47是一种四位BCD-7段数码译码器/驱动器芯片，它能够将4位BCD代码转换为对应的七段数码输出。该芯片具有以下特点：
1.输入：4位BCD代码（A，B，C和D）
2.输出：共阳极（共阳）显示器的七个引脚（a，b，c，d，e，f和g）
3.功能：将BCD代码转换为七段数码形式输出，用于显示
三、电路设计
1.将74LS47芯片的引脚连接至7段数码显示器的a，b，c，d，e，f
和g引脚。这些引脚负责控制七段数码的每个段。
2.A，B，C和D引脚接收4位二进制代码输入。
3. 第一个74LS47芯片的Vcc引脚连接到正电源，GND引脚连接到地。
4. 还需将每个74LS47芯片的GA和GB引脚连接在一起，形成一个输
入信号的链。GA和GB引脚连接到Vcc电源端。
5.在接有显示器的七段段引脚（a，b，c，d，e，f，g）和段选择
（a-g`）之间插入电阻。这些电阻可用于限流，避免过高电流对显示器和
芯片造成损坏。
6.确保芯片和显示器之间的信号传输有效，没有短路或脱离接地。
四、工作原理
1.输入：通过A、B、C和D四个引脚接收4位BCD代码，一共有16
第七章 组合逻辑电路设计
A0 A1 A2 74138 3线-8线 G1 G2A G2B 译码器
Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y6 Y 7
3线—8线译码器 线 线译码器74138真值表 线译码器 真值表
输 入 G1 G2A G2B A2 A1 A0 × 1 × × × × × × × × × × 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 × × 1 0 × × 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 输 出 Y3 Y4 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY coder83_v1 IS PORT(I0,I1,I2,I3,I4,I5,I6,I7: IN STD_LOGIC; A0,A1,A2: OUT STD_LOGIC); END ENTITY coder83_v1; ARCHITECTURE behave OF coder83_v1 IS BEGIN A2 <= I4 OR I5 OR I6 OR I7; A1 <= I2 OR I3 OR I6 OR I7; A0 <= I1 OR I3 OR I5 OR I7; END ARCHITECTURE behave;
CMOS第七章 组合逻辑电路
第七章 组合逻辑电路多路器和逆多路器 编码器和译码器 全加器
组合逻辑电路的一般形式在数字系统中大量用到组合逻辑电路来执行运算和逻辑操作。 在数字系统中大量用到组合逻辑电路来执行运算和逻辑操作。组合逻 辑电路中不存在反馈回路，没有记忆功能，因此， 辑电路中不存在反馈回路，没有记忆功能，因此，组合逻辑电路的输出只 与当前的输入状态有关，而与电路过去的状态无关。 与当前的输入状态有关，而与电路过去的状态无关。对于组合逻辑电路，若电路有m个输入 个输入x1,x2,……,xm,产 ★ 对于组合逻辑电路，若电路有 个输入 产 生n个输出信号y1,y2,……,yn, ★ 则输出与输入之间的关系可以表示为： 则输出与输入之间的关系可以表示为：Y=F（X） （ ）2
组合逻辑 IC设计的基本过程 设计的基本过程根据电路功能的要求列出电路的真值表； 根据电路功能的要求列出电路的真值表； 根据真值表写出每个输出变量的逻辑表达式； 根据真值表写出每个输出变量的逻辑表达式； 通过逻辑化简找出适当的结构形式； 通过逻辑化简找出适当的结构形式； 画出逻辑图和电路图； 画出逻辑图和电路图； 根据电路性能的要求确定每个器件的参数； 根据电路性能的要求确定每个器件的参数； 通过模拟验证电路的功能和性能。 通过模拟验证电路的功能和性能。3
一、多路器和逆多路器
多路器和逆多路器多路器（ ）：通过控制信号从多个数据来源中选择一 多路器（MUX）：通过控制信号从多个数据来源中选择一 ）： 个传送出去。 个传送出去。 逆多路器（ ）：根据控制信号把一个数据送到多 逆多路器（DEMUX）：根据控制信号把一个数据送到多 ）： 个输出端中的某一个。 个输出端中的某一个。 约束条件：如果对 个数据进行 约束条件：如果对m个数据进行 选一， 个控制信号应满足： 选一 个控制信号应满足 m选一，则m个控制信号应满足：控制信号的位数应满足： 控制信号的位数应满足：
模电设计多级放大电路实验报告
摘要
单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍，然而，在许多场合，这样的放大倍数是不够用的，常需要把若干个单管放大电路串接起来，组成多级放大器，把信号经过多次放大，从而得到所需的放大倍数。在生产实践中，一些信号需经多级放大才能达到负载的要求。可由若干个单级放大电路组成的多级放大器来承担这一工作。在多级放大电路的前面几级，主要用作电压放大，大多采用阻容耦合方式; 在最后的功率输出级中，常采用变压器藕合方式’;在直流放大电路及线性集成电路中，·常采用直接接藕合方式。
摘要 (2)
第一章放大电路基础 (3)
1.1 放大的概念和放大电路的基本指标：
1.2 三种类型的指标
第二章基本放大电路 (7)
2.1 BJT 的结构 (7)
2. 2 BJT的放大原理 (8)
第三章多级放大电路 (9)
3.1 多级放大电路的耦合方式 (9)
3.2 放大电路的静态工作点分析 (11)
3.3 设计电路的工作原理 (12)
3.4计算参数 .......................................................................................................... .. (13)
总结......................................................................................................................... (14)
参考文献 ................................................................................................................ (14)
多级放大电路第一级输出电阻和第二级输入电阻
多级放大电路是指由多个放大级组合而成的电子电路，其作用是将输
入信号放大到所需的幅度。在多级放大电路中，第一级输出电阻和第
二级输入电阻是非常重要的参数，它们对电路的整体性能和稳定性起
着决定性的作用。
1. 第一级输出电阻
第一级输出电阻是指第一级放大电路的输出端的电阻值。它的大小直
接影响到第二级输入电阻的选择和整个电路的负载能力。通常情况下，第一级输出电阻越小，对第二级电路的影响就越小，电路的整体增益
也会更稳定。因此在设计多级放大电路时，需要尽可能将第一级输出
电阻控制在较小的范围内，保证其输出信号的稳定性和一致性。
2. 第二级输入电阻
第二级输入电阻是指第二级放大电路的输入端的电阻值。它的大小决
定了第二级电路对于前一级电路输出信号的接收能力。如果第二级输
入电阻过大，会导致前一级电路输出信号不能完整地传递到第二级电
路中，从而影响整个电路的放大效果；而如果第二级输入电阻过小，
会对前一级电路产生较大的负载，从而影响整个电路的稳定性和放大
效果。因此在设计多级放大电路时，需要合理选择第二级输入电阻的
数值，以确保其能够有效地接收前一级电路的输出信号，同时不会对
前一级电路产生过大的负载。
多级放大电路中的第一级输出电阻和第二级输入电阻都是影响整个电
路性能和稳定性的重要参数。在实际设计中，需要根据具体的应用需
求和电路特性来合理选择和设计这两个参数，以实现电路的最佳放大
效果和稳定性。第一级输出电阻和第二级输入电阻在多级放大电路中
扮演着至关重要的角色。我们将继续探讨它们在电路设计和性能优化
中的作用。
3. 第一级输出电阻的影响
七段显示译码器电路设计
七段显示译码器电路设计
七段显示译码器是一种重要的数字电路，用于将二进制码转换为七段
显示器上的对应数字或字母。它通常由四个输入引脚和七个输出引脚组成，其中四个输入引脚表示二进制数的四位码，而七个输出引脚控制七段显示
器中的各个段是否点亮。下面是一个简单的七段显示译码器电路设计，它
能够将四位二进制码转换为七段显示器所需的控制信号。
首先，我们需要定义一个真值表来描述七段显示器的每个数字或字母
的显示信号。下面是一个常用的真值表示例：
输入编号，a，b，c，d，e，f，g
--------，-，-，-，-，-，-，-
0，1，1，1，1，1，1，0
1，0，1，1，0，0，0，0
2，1，1，0，1，1，0，1
3，1，1，1，1，0，0，1
4，0，1，1，0，0，1，1
5，1，0，1，1，0，1，1
6，1，0，1，1，1，1，1
7，1，1，1，0，0，0，0
8，1，1，1，1，1，1，1
9，1，1，1，1，0，1，1
A，1，1，1，0，1，1，1
B，0，0，1，1，1，1，1
C，1，0，0，1，1，1，0
D，0，1，1，1，1，0，1
E，1，0，0，1，1，1，1
F，1，0，0，0，1，1，1
接下来，我们可以根据这个真值表来设计七段显示译码器的逻辑电路。一个常见的方法是使用四个二-四译码器和一些逻辑门。每个二-四译码器
都有两个输入引脚和四个输出引脚，它将两个二进制数的每一位作为输入，将输出引脚的一些组合置高来实现对应输出数的逻辑。在我们的设计中，
我们可以将四个输入引脚分别连接到四个二-四译码器的输入引脚上，然
射频电路设计(第七章)
7.1二极管模型
7．1．1 非线性二极管模型
典型的多可调参量(large-scale)的电路模型以同样方式 处理PN结和肖特基二极管，如图7．1所示 由肖特基二极管方程的非线性I-V特性可得：
式中发射系数n被选作为一附加参量，使模型与实 际测量更趋近于一致。通常这系数趋近于1.0。
图中C为扩放电容Cd和结(或耗尽层)电容CJ的组合。 结电容：
7．2晶体管模型
得到不同形式的模型，电路配置示于图7.8，并配有基极、集电极 和发射极电阻。图中分别以Cbe和Cbc表示与基极—发射极和基 极—集电极二极管相关联的扩散和结的复合电容。
7．2晶体管模型
由图7.8直接导出在正向激活模式下的大信号BJT模 型。这种模式可略去基极—集电极二极管电流，但 电容效应不可忽略。对电参量重新命名后，得到如 图7.9的电路，图中用一等效电流源取代正向偏置二 极管。这一模型作为标准BJT的非线性表示在SPICE 软件库。 Ebers-Moll模型按其原始模型，不能考虑到一系列物 理现象。研究表明：βF 和βR与电流有关，饱和电 流Is是受基极—集电极电压影响的(Early效应)。这两 种效应对BJT的综合性能有重要影响。因此对原始的 Ebers-Moll模型进行改进，最终成为图7．10所示的 Gummel-Poon模型。
精品文档-数字电路设计及Verilog HDL实现(康磊)-第7章
第7章 Verilog综合设计实例
通过上述对奇、 偶分频器的分析可以看出， 利用前面的 方法可以很方便地实现分频系数任意， 输出占空比为1∶1的分 频器。 其模块实现见代码7.1.5， 其功能仿真见图7.1.5。
代码7.1.5 分频系数任意， 输出占空比为1∶1的分频器。
第7章 Verilog综合设计实例
(n=1， 2， …)。 对于奇数分频的电路， 根据输出信号的占 空比不同可分为占空比1∶1和非占空比1∶1电路。
占空比非1∶1奇数分频的实现方法与占空比1∶1的偶数分 频器相同， 这里不再赘述。下面主要介绍占空比是1∶1奇数分 频器的实现方法(注意占空比1∶1奇数分频器要求输入时钟信号 占空比也必须是1∶1)。 在设计过程中需要同时利用输入时钟 信号的上升沿和下降沿来进行触发， 比偶数分频器要略微复杂。
always @(posedge clk) //clk上升沿触发产生clkA
if(!rst) begin count1 <= 1′b0； clkA <= 1′b0；
end
第7章 Verilog综合设计实例
count1 <= count1 + 1′b1； if(count1 == (N - 1)/2) begin clkA <= ~clkA； end
module samp7_1_5(clk， rst， clk_out， N)； //
第7章_ARM7系列芯片的外围电路设计
3
7.1.2 电源电路
电源是电子设备不可缺少的重要组成部分， 良好的电源设计是系统稳定运行的保障， 在进行硬件系统设计之前要估算整个系统 的整体功率，然后在进行电源芯片的选型， 其性能的优劣直接关系到硬件系统的稳定性 和可靠性，以及电磁兼容性。
4
电源设计的思路
使用变压器将220v交流市电降到7v~20v的 交流电，然后通过整流电路把交流电整流成 直流电，通过滤波采用线性稳压器件，实现 电压调节和稳压的作用，将较高的直流电压 转变为系统所需的系统工作电源。
13
7.2.2 SRAM接口
地 具有极高的读写速度 址 An-1~A0SRAM属于易失性存储器，电源掉电后SRAM中的数 存储矩阵 双向数据 译 Dm-1~D0 据将会丢失 缓冲器 码 器 2. 逻辑结构
1.
SRAM特点
存储器读/写 控制逻辑
WE
CS
OE
14
静态RAM的逻辑结构
1. 2.
A2 3. A1 A4. 0
存储矩阵 0 1 存储器读/写控制逻辑 单元1 单元0 2 地 双向数据缓冲器 0 址 3 单元3 单元2 译 4 地址译码器 X
7
A1 A0
Y译码器
0 单元00 单元01 1 单元02 2 单元03 3
单元10
单元11
单元12
实验七基于QuartusII原理图输入数字电路设计
24
5、设计74138，并进行功能验证测试
从符号库中调出74138及需要的输入、输出端口， 排放整齐
完成画线连接操作（鼠标放到端点处，会自动捕 捉，按下左键拖动到目标处，释放后即完成一次 画线操作）
25
为端口命名
鼠标左键双击端口名，如图示74138电路 Y7N端所示，直接输入用户自定义的名字 即可。
74138逻辑测试电路原理图设计完毕！
26
四、全程编译
在下拉菜单“Processຫໍສະໝຸດ Baidung” 中选择“Start Compilation”，启动全程编 译
编译完成后的 信息报告窗口
27
关于全程编译
QuartusII的编译器由一系列处理模块构成； 这些模块负责对设计项目的检错、逻辑综合、结构综合、输
第一部分：实验要求
通过本次实验，引导学生以EDA设计的 手段来设计数字逻辑电路；
认识可编程逻辑器件(PLD)； 掌握QuartusII集成开发环境软件。
1
一、实验目的
1. 学习EDA集成工具软件Quartus II的使用； 2. 学会基于PLD的EDA设计流程； 3. 学会使用原理图设计小型数字电路； 4. 掌握对设计进行综合、仿真和设计下载的方法。
简易数字频率计、交通灯、数字种系统的实现等；
模拟电子技术基础第7章模拟集成电路系统
版图设计
版图绘制
使用专业版图绘制软件，根据电路设计绘制版 图。
版图优化
对版图进行优化，提高电路性能和减小版图误 差。
版图验证
利用仿真软件对版图进行性能分析和验证，确保版图性能符合要求。
04
模拟集成电路系统的性能指标
静态性能指标
线性范围
衡量电路在正常工作条件下， 输入信号的变化范围。
精度
表示模拟集成电路的输出与理 想输出之间的误差。
通信信号处理集成电路系统广泛应用于移动通信、卫星通信、光纤通信等领域，提高了通信信号的传输 质量和效率。
常见的通信信号处理集成电路系统包括调制解调器、滤波器、功率放大器等。
06
模拟集成电路系统的未来展望
新材料的应用
硅基材料
继续作为模拟集成电路系统的主流材料，通过改进硅基材料的性能，提高模拟 集成电路的稳定性、可靠性和集成度。
音频信号处理集成电路系统广泛应用于音响设备、耳机、麦克风、语音识别等领域， 提高了音频信号的质量和效果。
常见的音频信号处理集成电路系统包括运算放大器、音频功率放大器、音频效果器 等。
图像信号处理集成电路系统
图像信号处理集成电路系统 是模拟集成电路系统的另一 重要应用，主要用于图像信 号的采集、转换、增强、压
缩等处理。
图像信号处理集成电路系统 广泛应用于电视、相机、摄 像头、安防监控等领域，提 高了图像信号的清晰度和质
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缺点：增设的稳压管会增加损耗
7.3 输出整流滤波电路
4、同步整流技术
（3） 专门的控制电路 优点： 同步整流管的开通和关断时刻控制精度高，开关损耗低 缺点： 电路复杂，成本高。
7.4 回馈型电路
7.4.1非隔离回馈型电路
1、二象限斩波电路
电路的输出电压与输入电压同 方向，输出电流可正可来自百度文库。
输出电压与输入 电压关系：
U o tonS 1 DS 1 Ui T
应用场合： 可用于需要电能回馈，但 又不需改变输出电压极性 的场合，如蓄电池充放电 电源、直流电机不可逆调 速装置。
7.4 回馈型电路 7.4.1非隔离回馈型电路
2、四象限斩波电路
电路的输出电压、输出电流均 可正可负。
应用场合：
可用于既需要电能回馈， 又需改变输出电压极性的 场合，如直流电机可逆调 速装置。
7.2 工频滤波电路
串热敏电阻：
• 用负温度系数的热敏电阻代替R。合闸时，热敏电阻有一
定的冷态阻值，随着电源向负载供电，热敏电阻电流增加， 其阻值减小，功耗很低，满足防止合闸浪涌的要求。 • 输入整流滤波电路合闸浪涌的限制是PWM开关电源必备 的功能之一。
7.2 工频滤波电路
7.2 工频滤波电路
① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由 MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进 行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻 值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、 F2、F3会烧毁保护后级电路。
7.2 工频滤波电路
② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对 输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也 防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对 C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌 电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1 阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级 电路可正常工作。
7.1 输入滤波
注意： 低通滤波器最好封闭在磁屏蔽盒内，盒外壳 与电源机壳接在一起，低通滤波器可用多级！
7.2 工频滤波电路
• 工频滤波电路由单相（或三相）整流桥和大容量电解电容 组成。功能是将工频交流电压转换为平稳的直流高压。 • 工频滤波器又称平滑滤波器 • 电容量的估算公式：
7.2 工频滤波电路
7.2 工频滤波电路
③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到 较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增 大。
7.3 输出整流滤波电路
输出滤波电路: 由LC滤波器、低通滤波器组成。
输出滤波电感与滤波电容对整流后的脉动直流起平滑作用。
7.3 输出整流滤波电路
1、全桥型整流电路
Uo N2 UR Ui N1 D
注N2是副边所有的绕组数
假设二极管的通态压降为UD，每 个二极管的通态损耗为
PDon DU D I L / 2
流过二极管的平均电流 2个二极管的通态损耗为
IL ID 2
PDon DU D I L
7.3 输出整流滤波电路
3、倍流整流电路
开关状态1（u2为正）
制。
7.2 工频滤波电路
工频整流滤波电路的合闸浪涌电流及其抑制问题： 串普通功率电阻(在整流回路中)＋继电器： • 加入R后，合闸电流 I P 2u ,适当选择R值，即可将浪涌 R R 电流限制在有限值内。 S • 显然限流电阻在合闸瞬间才是需要的，一旦电源正常工作， R上就会产生很大的功耗，必须在向负载提供功率之前将 其短接。 • 短接电阻的方法有两种：有能点和无能点。
二极管承受的反向电压
Uo N2 UR Ui N1 D
流过二极管的平均电流
假设二极管的通态压降为UD，每 个二极管的通态损耗为
PDon DU D I L / 2
4个二极管的通态损耗为
IL ID 2
PDon 2DU D I L
7.3 输出整流滤波电路
2、全波整流电路
二极管承受的反向电压
给电网支持的其他电子设备，在电网与电源之间设置输入滤 波电路。 • 输入滤波器一般由低通滤波与共模扼流圈等元件组成 • 低通滤波器是PWM开关电源抑制噪声干扰最常用的方式。
7.1 输入滤波
差模噪声：主回路引线（两根电源线）间的噪声。（也称串模干扰） 共模噪声：主回路引线与地线（两根电源线与地线）间的噪声。（也称共模干扰）
开关状态2 （u2为零）
开关状态3 （u2为负）
开关状态4 （u2为零）
7.3 输出整流滤波电路
4、同步整流技术
7.3 输出整流滤波电路
4、同步整流技术
（1） 变压器绕组控制 优点： 电路结构简单，增加的元器件少
缺点：变压器的绕制复杂
（2）利用电路中的电压进行控制 优点： 无需在变压器中增加绕组，电路结 构较简单
7.4 回馈型电路 7.4.2 隔离回馈型电路
输出电压的极性不能改变， 输出电流可正可负，属于二 象限变流电路
应用场合：
1、有隔离要求的蓄电池充放电电源； 2、有隔离要求的UPS、电力电子变压 器等。
工频整流滤波电路的合闸浪涌电流及其抑制问题：
具有大容量滤波电解电容的整流滤波电路，在接通电网
的瞬间会产生很大的浪涌电流，高电压向大容量电容充 电合闸浪涌电流更加严重。 浪涌电流使开关熔接、保险丝熔断，造成的影响妨碍其 他设备的正常工作，而对整流器、电容器本身，反复放
大电流冲击也使器件性能劣化，故必须采取措施进行抑
若容量选择适当（0.01u——0.1u）即可对差模高频干扰起到抑制作用，这样的容量 对高频信号呈小容抗，对工频信号呈大容抗，而不影响电源正常工作。
7.1 输入滤波
L1和L2是共模扼流电感，他们是绕在同一封闭磁环上的两个匝数相同绕向 相反的绕组。 由于共模噪声电流在磁环中产生的磁通方向相同，L1L2呈高阻抗，阻 止共模噪声进入电源或向电网扩散。但对于工频电流，在磁环中产生的磁 通方向相反，L1L2呈低阻抗可视作导线。
第七章 输入输出级电路设计
高频开关电源对滤波电路也有特殊的要求，一般由 以下组成： 输入滤波电路（低通滤波器） 由整流桥和大容量电容构成的工频滤波电路 输出整流滤波电路 回馈型电路
•
下面逐一进行介绍——
7.1 输入滤波
• 开关电源是交流电网和电源负载之间的中间环节。为使电网
的噪声干扰不传递到电源，以及电源产生的噪声干扰不传递