一种基于PWM的CMOS误差放大器的设计
一种增益提升高速 CMOS 运算跨导放大器的设计
其中图 2（a）是简单的两级运放，它具有大的输出摆
换芯片（ADC）又是视频编解码芯片的核心之一，也 是其性能的主要限制之一。因此设计高性能的模拟前 端 ADC 成为一种挑战。本文设计了一种 12bit,80MHz 采样速率的 ADC 中采样保持电路的核心—运算跨导放
幅 2（V dd －2V ds,sat ）,但是频率特性差，一般用 Miller
共模反馈（CMFB）电路检测 OTA 的共模输出
（V o1 +V o2 ）/2 和共模电压 V CMFB 的误差。平衡时它
们相等，这时
1 2
I1
=I
5
,
1 2
I
2
=I
7
=I
8
，当输出高于
V
CMFB
时，平衡被破坏，使流过 M5,M8 的电流增大，而 M6、
M7 的电流减小，使 M9 的漏电流下降从而使 M9 的栅
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一种增益提升高速 CMOS 运算跨导放大器的设计
刘睿强，景新幸，张祥祯
(桂林电子科技大学 信息与通信学院 ASIC 研究室 广西 桂林 541004)
摘要：设计了用于高速高分辨率 ADC 的 CMOS 全差分运算放大器，采用套筒式级联增益自举电路，达到高增益
点，ω p2 =-g m5 /C pபைடு நூலகம், 其中 g m5 为 M5 管的跨导，C p 主
要包括 M5 管的栅源电容 C gs 和 M3 管的栅漏电容
C gd 。而主运放的单位增益频率为ω u =g m1 /C L , g m1 为 M1 管的跨导。当加入辅助运放时，附加的增益部分 与 M5 管形成闭环，若附加增益部分速度太快，电路就 可能变得不稳定。又因为辅助运放增加了一对零极点 ω doublet ，不好的设计会严重影响运放的建立特性。应 使这对零极点相隔越近越好，且和主运放的单位增益
PWM控制直流电机调速
毕业设计论文PWM 控制直流机电调速脉宽调制(PWM)控制技术，是利用半导体开关器件的导通和关断，把直流电压变成电压脉冲序列，并控制电压脉冲的宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。
PWM 控制技术广泛地应用于开关稳压电源，不间断电源(UPS)，以及交直流电动机传动等领。
本文阐述了 PWM 变频调速系统的基本原理和特点，并在此基础上给出了一种基于 Mitel SA866DE 三相 PWM 波形发生器和绝缘栅双极功率晶体管(IGBT)的变频调速设计方案。
直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便, 调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，在许多需要调速或者快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。
直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。
针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。
例如改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但这种方法的调速范围不大，普通都是配合变压调速使用。
所以，在直流调速系统中，都是以变压调速为主。
其中，在变压调速系统中，大体上又可分为可控整流式调速系统和直流PWM 调速系统两种。
直流 PWM 调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点:由于PWM 调速系统的开关频率较高 ,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流 , 低速特性好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000 摆布;同样,由于开关频率高, 快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高;直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
正因为直流 PWM 调速系统有以上的优点，并且随着电力电子器件开关性能的不断提高,直流脉宽调制( PWM) 技术得到了飞速的发展。
PWM控制芯片SG3525功能简介
PWM控制芯片SG3525功能简介1.1 PWM控制芯片SG3525功能简介随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司（Silicon General）推出SG3525。
SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。
其产品一推出就受到广泛好评。
SG3525系列PWM控制器分军品、工业品、民品三个等级。
下面我们对SG3525特点、引脚功能、电气参数、工作原理以及典型应用进行介绍。
SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。
在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。
1.1.1 SG3525引脚功能及特点简介其原理图如图4.13下：1.Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。
在闭环系统中，该引脚接反馈信号。
在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。
2.Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。
根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
3.Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。
该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
4.OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。
5.CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。
6.RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。
7.Discharge(引脚7)：振荡器放电端。
该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。
8.Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。
该端通常接一只5 的软启动电容。
PWM型开关电源电路设计
1 引言当今社会，时代在进步，人们的生活水平不断提高，越来越离不开电力电子产品电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，当然任何电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
1.1 什么是开关电源电子电源是对公用电网或某种电能进行变换和控制，并向各种用电负载提供优质电能的供电设备。
它可分为线性电源和开关电源两种。
应用大功率半导体器件，在一个电路中运行于“开关状态”，按一定规律控制开关，对电能进行处理变换而构成的电源，被称为“开关电源”。
在实际应用中同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是:开关(电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态)、高频(电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频)和直流(电源输出是直流而不是交流)。
广义地说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变成另一形态的主电路都叫做开关变换电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节的则称开关电源。
1.2 开关电源基本工作原理开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）或者脉冲频率调制方式（PFM）控制IC和外部电路构成。
开关电源有PWM调制、FWM调制和混合调制，这里选用PWM调制。
PWM型开关电源的换能电路是将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压转换成直流电压输出。
2 EMI滤波滤波的方法有很多，此处采用在电源的输入端加入线路滤波器的方法图2-1 EMI滤波电路EMI滤波电路一方面滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
适用于全差分运算放大器的两级共模反馈结构
时单位增益带宽为 1. 163 GH z。
关键词: 运算放大器; 连续时间共模反馈; 开关电容共模反馈
中图分类号: T N432
文献标识码 : A
文章编号: 1004- 3365( 2011) 02- 0172- 04
T w o- Stage C ommon-M ode Feedback Structures for Fully Different ial O perat ional A mplifier
相, 并且 3 应滞后于 2; CC1 和 CC2 为感应 输出电 平电容, CS1 和 CS2 为用 作电荷转移的开关电容, 通 常, CC1= CC2 , CS1= CS2 。当 2 闭合、 1 断开时, 根据 电荷重分配原理[ 9] , 电路总电荷为:
Q1 = V cm, ref - V bias
Key words: Operatio na l amplif ier; Co nt inuo us- time CM F B; SC- CM FB EEACC: 2570D
1 引言
随着模拟集成电路技术的发展, 高速、高精度运 算放大器得到广泛应用。全差分运算放大器在输出 摆幅、输入动态范围等方面, 较单端输出运放有很大 优势, 成为应用很广的电路单元。但全差分运放存 在输出共模电平不稳定的问题, 需要设计共模反馈 电路来保证运放正常工作[ 1] 。本文针对两级全差分 运算放大器输入级和输出级不同的性能要求, 设计
致整个运放单位增益带宽减小。相对于开关电容共
模反馈, 连续时间共模反馈不会引入额外的负载, 从
而不会增大输入级的功耗。因此, 输入级采用连续 时间共模反馈[ 7] , 电路结构如图 2( a) 所示。共模反
馈电路主要处理共模信号, 图 2( b) 所示为图 2( a) 的 共模信号等效电路, 其中, V out , cm 是 V out+ 、V out- 输出共
电荷泵型LED驱动器的CMOS误差放大器设计
电荷泵型LED驱动器的CMOS误差放大器设计裴树林【摘要】结合电荷泵型LED驱动器的工作要求,从减小输出电压纹波、稳定输出电压出发,设计了一款误差放大器.该误差放大器具有较大的工作电压范围,使电荷泵型LED驱动器高效率低噪声工作.基于CHRT 0.35 μm CMOS MIXEDSIGNAL TECHNOLOGY进行仿真,结果表明,在2.7～5 V工作电压范围内,开环电压增益约等于72 dB,相位裕度约等于65°,单位增益带宽约等于4.6 MHz,共模抑制比CMRR 约等于113 dB,电源抑制比PSRR约等于100 dB.%Based on the analysis of charge pump LED driver, an error amplifier is designed for reducing output voltage ripple and stabilizing output voltage.This error amplifier has a wide voltage range to make LED driver in a high efficiency and low noise operation.The whole circuit is designed using CHRT 0.35μm CMOS MIXED SIGNAL TECHNOLOGY.Simulation results indicate that under the power supply of 2.7～5 V, open-loop voltage gain is about 72 dB, phase margin is about 65°, unity gain bandwidth i s about 4.6 MHz, common mode rejection ratio is about 113 dB, and power supply rejection ratio is about 100 dB.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】3页(P176-178)【关键词】误差放大器;电荷泵;CMRR;LED驱动器;低噪声【作者】裴树林【作者单位】华南理工大学,电子与信息学院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TN432-340 引言白光LED的应用越来越广泛。
PWM控制芯片SG3525原理及应用
PWM控制芯片SG3525原理及应用第一章引言脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点.本文介绍的SG3525芯片主要应用于华为ONU4820，艾默生HD4825-3 HD4830-3 .第二章PWM控制芯片SG3525功能简介随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司（Silicon General）推出SG3525。
SG3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。
下面我们对SG3525特点、引脚功能、电气参数、工作原理以及典型应用进行介绍。
SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照反馈电流调节脉宽。
在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。
一、SG3525引脚功能及特点简介SG3525功能框图如图1所示：图1 典型功能框图1． Inv.input(脚1)：误差放大器反向输入端。
在闭环系统中，该引脚接反馈信号。
在开环系统中，该端与补偿信号输入端（脚9）相连，可构成跟随器。
2． Noninv.input(脚2)：误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。
根据需要，在该端与补偿信号输入端（脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
基于微处理器和CANopen现场总线技术的电液比例阀放大器设计
基于CAN现场总线技术的电液比例阀放大器设计摘要：适应现代工程机械向数字化、分布式控制方向发展的需求，提出一种基于微处理器和CANopen现场总线技术的电液比例阀放大器设计方案。
该放大器采用高频PWM驱动方式，使线圈平均电流和颤振信号独立可调；以微处理器为核心，软硬件协同完成电流在线检测和闭环控制；并扩展CANopen接口，实现远程参数设置、程序下载和信息反馈。
具有结构简单、调试方便、便于网络集成等优点。
伴随着微电子、计算机和液压传动技术的发展和成熟，数字化、网络化、分布式控制已成为现代工程机械控制领域的研究热点。
电液比例阀作为电－液－机械转换的核心部件，具有推力大、结构简单、对油质要求不高、价格低廉等优点[1]，在工程机械中得到广泛应用。
由于控制器产生的低功率信号无法直接驱动阀心线圈，放大器成为电液比例控制系统中必不可少且非常重要的组成部分。
传统的比例阀放大器一般以模拟电路为主，参数设置、控制算法调节和现场调试比较困难，无法满足当前工程机械在线调试、网络集成和分布控制的要求。
为适应这一需求，本文在分析影响比例阀控制特性因素的基础上，对现有的PWM比例放大技术进行改进。
以微处理器为核心，研究数字化的功率控制方法。
同时扩展CANopen总线接口，实现远程参数设置、程序下载和网络互联。
1.比例放大器原理及相关因素应用于工程机械的电液比例阀，按功能划分有流量阀、方向阀和压力阀等类型。
其内部大都采用一种具有固定行程的线性马达，称为螺旋管。
在稳定条件下，流过线圈的电流与阀芯位移直接相关。
比例放大器正是通过改变线圈平均电流来间接调节阀芯位移。
然而，作为一个实际系统，比例阀放大器设计不仅要实现控制信号放大，还要考虑诸多复杂因素。
1.1 高频PWM与颤振工程机械电液比例阀一般采用直流电源供电。
假设线圈内阻恒定，通过PWM信号控制开关功率管的通断时间，能实现线圈平均电流调节。
电流大小与PWM波占空比成正比。
PWM波频率取值范围为100Hz～5kHz以上，一般将100～400Hz称为低频，5kHz以上称为高频。
基于ATmega8的直流电机PWM调速控制系统设计与实现
单片机通过比较预设速度与实测速度的偏差，经 PID 算法得出控制量,根据控制量改变PWM 信号的输 出脉宽,经驱动电路功率放大后实现对电机速度的控 制，然后循环进入下一个控制周期。 3.驱动电路原理
Hale Waihona Puke 2.数字PID控制器[1]
在控制系统中,将输出量与给定量之间的偏差的
比例P、积分I、微分D通过线性组合构成控制量的PID
控制器获得了广泛的应用,它参数整定方便，结构更
改灵活。
PID表达式：
图5:位置式数字PID控制算法简化示意图
采用全量算法，通过差分代微分，可将表达式化 简为：
其中：
；
；
u(k)——第K个采样时刻的控制量；KP——比例
P W M 接 A T m e g a 8 的 O C R 1 A 脚 P W M 信 号 输 出 ， 时间，据此即可计算出电机的转速。利用PID算法，
IN1、IN2接电机正反转控制信号；PWM、IN1和IN2具 将实时采集的电机转速值与设定值进行比较，得出偏
体逻辑功能见表1：
差，利用软件编程实现转速调节。
一、引言
直流电机因具有良好的线性调速特性、效率高、 控制简单、调速性能好及体积小等优点得到了广泛使 用。常规电机调速控制方法中，电机工作不稳定,损 耗较大,尤其在低电压轻负荷时情况更为严重，且工 作频率受电源频率的限制, 难以满足高精度的调速要 求，不利于广泛推广[1]。
如何才能使电路具有成本低、控制精度高、调试 修改参数方便，且能方便和灵活地适用于大功率、可 靠性高的直流电机控制系统中,是我们研究的目的。
基于PWM的D类音频功率放大器设计
０．５
!γ％＋２Ｃ％ １＋ＬＧ３
"
ｄＢ
＝ #６＋２０ｌｏｇ !１＋ＬＧ３ "－２０ｌｏｇ !γ％＋２Ｃ％ "$ｄＢ
从上式可以看出，高的环路增益可以得到更好
的 ＰＳＲＲ，并且 Ｈ３ Ｇｉｎｔ３ 和 ＧＰＷＭ 值必须足够大。这与 单端结构相似，因为环路增益会随着频率增加而降
低，第二类放大器的 ＰＳＲＲ 会随着电源噪声频率的
下支路的坏路增益。如果 ＬＧ３和 ＬＧ４完全彼配，ＰＳＲＲ
为无穷大。如果 Ｃ４ 和 Ｃ５ 的精度为 ｃ％，最差的失配
情况下（Ｃ４＝（１－ｃ％）ＣＤ 且 Ｃ５＝（１＋ｃ％）ＣＤ，其中
ＣＤ 是 设 计 值）Ｃ４ 和 Ｃ５ 的 失 配 为 ２ｃ％ ，Ｄ 类 的
ＰＳＲＲ 可重新推导为
! " ＰＳＲＲ２＝－２０ｌｏｇ
图 ５ 环路反馈信号波形
图 ６ 积分器输出波形
４ 整体电路仿真
电源电压 ５Ｖ，负载为 １５ｕＨ＋４Ω＋１５ｕＨ，输入两 个 ２５０ｍＶ 相位相反信号，采用上华 ＣＳＭＣ ０．５ 工艺 在 Ｃａｄｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｅ 环境下作了仿真实验，平均功率
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａ ｇ．ｃｏｍ
图 ７ 负载电流波形 ２００８·１０·（总第 １１３ 期） ６３
图 ８ 单极性脉宽调制信号及输出信号波形
功率放大器的高效率，低失真的发展要求。 本设计采用全桥改进 ＰＷＭ 方案实现的单通道
Ｄ 类放大 器 （可扩展成 双通道） 具 有效率高，
作者简介
杨鹏，重 庆 邮 电 大 学 光 电 学 院 电 路 与 系 统 专 业 研 究 生，研究方向为模拟集成电路设计。
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ｎ＝２
由（２）（６）两式比较可见，闭环 ＴＨＤ 由于因
级联式PWM控制器LM5041
级联式PWM控制器LM5041LM5041型PWM控制器系为级联拓朴DC/DC设计的一款专用芯片，前级为同步降压控制，第二级为推挽或全桥控制，它非常适用于多输出电压及中、大功率的场合。
PWM执行电流前馈或电压前馈，它的四个输出驱动包括bulk级的HD和LD及推挽级的PUSH/PULL，第二级的两输出工作在各50%占空比，开关频率为bulk级的一半。
IC确保两输出之间的死区时间，外部接不同的驱动器可作推挽，半桥或全桥。
LM5041芯片内含高压起动源，最高输入达100V。
振荡器最高工作频率可达1MHz。
此外还有UVLO及软起动，精密基准，误差放大器及过热关断电路。
因此它是用于通讯系统作级联拓朴的上乘之选。
主要特色：* 芯片内部高压起动源。
* 可调的UVLO。
* 电流型控制。
* 误差放大器及精密基准。
* 两种模式的过流保护。
* 前沿消隐。
* 推挽级可调节的死区时间。
* 软起动。
* 振荡器可外同步。
* 芯片过热保护。
主要用于通讯及汽车电子，适用于多输出电压的场合。
LM5041共有16个PIN脚，各PIN脚功能如下：1PIN V IN输入电压源端。
起动调节器的输入端，输入电压范围为15V到100V。
2PIN FB 误差放大器的反馈信号端。
为内部误差放大器反相输入，同相输入接到0.75V的基准电压。
3PIN COMP 内部误差放大器的输出端。
在此端有一个内部5KΩ的上拉电阻。
误差放大器提供一个有源的漏。
4PIN VREF 精密5V基准电压输出端。
最大输出电流10mA，用一个0.1μF的电容局部去耦。
在线路欠压时基准电压很低直到Vcc 电压达标。
5PIN HD Bulk 主控制输出端。
BUCK级的PWM控制开关输出端。
最大占空比被嵌制，因为此输出相当于一个典型的周期为240ns的关断时间状态。
6PIN LD BUCK级同步开关控制输出端。
同步开关控制输出端。
HD输出端的反相。
LM5101或LM5102的低端驱动能用于驱动同步整流器开关。
一种基于PWM控制的H桥功率驱动器的设计
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｉｓｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｂｉｓｔａｂｌｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｔｈｅ
ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｉｄｅａｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｕｓｉｎｇ ＥＤＡ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ
Ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ＳＰＩＣ ｓｈｏｗｓ ａ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ
ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｃｏｓｔ，ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ，ａｎｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ，
ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｓｈｕｔｏｆｆ ｓｉｇｎａｌｓ ｉｎ １４５℃ａｎｄ １７０＂Ｃ．
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２。Ｃ，ａｎｄ ａ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ
本文首先从系统的角度出发，对电路进行总体设计，确定了电路的功能模块 及模块之间的功能衔接。接着，根据项目的性能指标要求，详细设计并分析了本 电路中的电荷泵电路、自举电路、过温保护电路、电流取样电路四个功能模块及 ＰｗＭ速度反馈控制应用电路。这是本文的重点所在。其中的电荷泵上升时间数 学归纳分析法、自举电路上升时间微分分析法和双稳态过温保护电路是本文的创 新点。最后，本文在厂方提供的模型基础上利用ＥＤＡ软件对各个子电路及整体 电路进行了仿真，确保设计的电路能满足性能指标要求，并给出了仿真结果。
１）输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。 ２）效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要 提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（Ｈ桥 或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。 ３）对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防 止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现 隔离。 ４）对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源 污染；大的电流可能导致地线电位浮动。 ５）可靠性。电机驱动电路应避免过温、过流、过欠压等极端情况的发生。
应用于PWM降压DC_DC变换器的高性能误差放大器_王佳
硅微电子学应用于PW M降压DC-DC变换器的高性能误差放大器王 佳 魏廷存 郑 然 高 武 高德远(西北工业大学计算机学院,西安,710072)2009-03-09收稿,2009-08-12收改稿摘要:提出了一种应用于PW M降压型D C-DC变换器的高性能误差放大器。
该误差放大器采用反馈结构,具有较大的动态范围,并可消除噪声影响,从而显著减小了DC-DC电源的纹波电压。
另外,采用该误差放大器还有效地减小了电源启动时间。
文中提出的误差放大器电路及PW M控制芯片的其他电路模块采用2.0μm B ipolar工艺实现。
仿真结果表明,误差放大器的开环和闭环增益分别为61dB和33dB,GBW为200M Hz,S R为0.64V/μs。
芯片测试结果表明,在输出电压为3.3V,负载电流为0.2A时,输出纹波电压的峰-峰值小于25mV。
关键词:误差放大器;反馈;PWM降压变换器;电压纹波;动态范围中图分类号:TN432;T N722 文献标识码:A 文章编号:1000-3819(2010)01-0129-05A High-performance Error Amplifierfor a PWM Buck DC-DC ConverterW ANG Jia W EI Ting cun ZHEN G Ran GAO Wu GAO Deyuan(Colle ge of Computer,N orthwestern Polytechnical University,X i′an,710072,C HN)Abstract:This paper presents a hig h-performance error amplifier(EA)applied fo r a PW M buck DC-DC conv erter.A nov el architecture w ith feedback is proposed fo r achieving a wide dynamic rang e and eliminating the effect o f noise.As a result,the ripples in the output v oltage of DC-DC co nv erters can be g reatly reduced.Furtherm ore,the settling time of o utput v oltage is ex trem ely sho rtened with this EA.Th e proposed E A with the o ther blocks of the PW M controller a re desig ned a nd implem ented by2.0μm B ipo lar process.Fo r this EA,the simulation results show that,the o pen-loo p a nd closed-loo p gains are61dB a nd33dB,respectiv ely,the GBW is achiev ed as hig h as200M Hz,and the slew rate is0.64V/μs.The test results fo r w ho le chip show that the peak-pea k am plitude o f the o utput v oltag e ripples is less than25mV w hen the o utput v oltage is3.3V and the load cur rent is0.2A.Key words:error amplif ier;feedback;PWM buck DC-DC converter;ripple voltage; dynamic rangeEEAC C:1205;1220引 言DC-DC变换器因其低静态电流、高效率和小体积的优点而广泛应用于电源系统[1-2],用于便携式设备的电源更要求具有纹波小、启动时间短和功耗低等性能。
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５ ．ＭＨｚ ｐ ｎ ｌ ｏ ｏｔｇ ａｎ ｉ ７２ Ｂ，ｐ ａ ｅ ｍａ ｇｎ ｉ ３ ０ ， ｎ ｉｅ ａ ｄ ｆｌ ｔ ｆｔ ｅ ｅ ｔｂ ｉｈ ｎ ｅ ａ ａ ｅｙ ５５ ，ｏ ｅ － ｐ ｖ ｌ ｅ ｇ ｉ ｓ ６ ． ｄ ｏ ａ ｈ ｓ ｒ ｉ ｓ ８ ． 。 ａ ｄ ｒｓ ｎ ａ ｌ ｉ ｏ ｈ ｓａ ｌ ｍｅ ｔ ｐ ｒ ｔｌ ｍｅ ｓ ｓ
第 ｌ ９卷 第 ３ 期
Ｖｏ．９ １ １
Ｎｏ３ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉБайду номын сангаасｅ ｒｎ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２ １ 年 ２月 ０ １
Ｆ ｂ ２ １ ｅ． ０ １
一
种基于 Ｐ ＷＭ 的 Ｃ ＭＯＳ误差放大器的设计
Ｄｅ ｉ ｎ ０ ｓｇ ｆａ ＣＭ ０ Ｓ ｅ ｒ ｒ ａ ｐｌ ｅ ｓ ｄ ｏ ｒ ｏ ｍ ｉ ｒ ｂａ ｅ ｎ ＰＷ Ｍ ｉ ｆ
Ｚ ＨＡ ＮＧ ｅ ｇ ＡＮＧ Ｎｉ ｇ，Ｄ Ｃｈ ｎ ，Ｔ ｎ ＥＮＧ － ｉｇ Ｙｕ ｑ ｎ
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张 承 ， 宁 ，邓 玉清 唐
（ 林 电 子科 技 大 学 通 信 与 信 息 学 院 ， 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 广 ４０ ４
摘 要 ：为 解 决 Ｐ ＷＭ 控 制 器 中 输 出电 压 与 基 准 电压 的 误 差 放 大 问题 ， 计 了 一款 高 增 益 、 带 宽 、 态 电流 小 的新 型 设 宽 静 误 差放 大 器 ． 过 在 二 级放 大 器 中 间增 加 一级 缓 冲 电路 ， 通 克服 补 偿 电容 的前 馈 效 应 ， 时 消 除 补 偿 电容 引 入 的 零 点 。 同 在 Ｃ ｄｎｅ软 件 平 台 上 。 ａｅｃ 经过 交 流 和 瞬 态仿 真 ， 路 ０ｄ 电 Ｂ带 宽 达 到 ５ ． ＭＨ ， 压 开 环 增 益 约 ６ ． ｄ 相 位 裕 度 为 ５５ ｚ电 ７２ Ｂ， ８ ．ｏ 升 建 立 时 间和 下 降 建 立 时 间 分 别 为 ６７Ｗ ｌ ３０上 ． ｘ ｓ和 ５７Ｖ 共 模 抑 制 比 为 ４ ．７ｄ ， 源抑 制 比 为 ７ ＿ Ｂ ． ． ／ｓ ９１ Ｂ 电 １ ９ｄ 。 该 ３ 误 差放 大 器 已经应 用 到 了 Ｐ ＷＭ 芯 片 中． 得 Ｐ 使 ＷＭ 最 大 、 小 占空 比 可 调 ， 最 大幅 提 升 了芯 片 系统 的整 体 性 能 。 关 键 词 ： ＷＭ； 差放 大 器 ；高增 益 ；宽 带 宽 ；占空 比 Ｐ 误 中 图分 类号 ： Ｎ ９ Ｔ ４２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ）３ ０ ３ — ３ ６ ４ ６ ３ （０ １０ — ０ ８ ０