الخلاصة: الدائرة المقترحة لحد الحالي للبرمجة تطبيقها على منظم الخطي (LDO)، مما يتيح التعديل الدقيق لأنبوب أخذ العينات الحالية. المدخلات - الضغط الناتج وتشغيل الحمل الحالي مختلفة، يتم تغيير الحد الحالي عن طريق ضبط حجم المقاوم الحد من رقاقة. أن تصمم على أساس TSMC عملية BCD 0.25 ميكرون، يقوم باستخدام المحاكاة H-التوابل. وتشير نتائج المحاكاة أنه في الجهد LDO المدخلات من 2 V ~ 5.5 V، ومجموعة انتاج التيار الكهربائي 1.2 V ~ 5 V، لتحقيق القدرة القصوى الحمل الناتج من 3 A، قد تكون الدائرة الحد الحالي والحد الحالي للبرمجة 0.2 A ~ 4.5 A البرنامج.
TN402
A
10.16157 / j.issn.0258-7998.174887
شكل الاقتباس الصيني: الرحلة الأولى، أغنية Kuixin يوان تشاو تشوانغ، وآخرون. تطبق الحد الحالي للبرمجة لتصميم الدوائر من LDO التكنولوجيا الالكترونية، 2018،44 (4): 23-26.
الإنجليزية شكل الاقتباس: تشو فاي، كلمات Kuixin، تشاو Yuanchuang، وآخرون. وبرمجة دائرة الحد الحالي لLDO . تطبيق تقنيات الالكترونية، 2018،44 (4): 23-26.
0 مقدمة
كما ان شعبية من المنتجات الالكترونية المحمولة، وانخفاض التسرب منظم الخطية (LDO) منظم الجهد والتحول استخدمت على نطاق واسع. كفاءة عالية من التحول من نوع الجهد المنظم، عادة ما تكون أكثر من 90 . ومع ذلك، منذ ضرورة التحول المنظم لاستخدام وسيط، مما تسبب في صعوبة في الاندماج، وزيادة التكاليف، ولكن أيضا إدخال التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، والتحول المنظم تموج الإخراج والضجيج هو كبير نسبيا، لا تنطبق متطلبات انتاج التيار الكهربائي ل مناسبات أكثر صرامة. مقارنة مع الجهد المنظم التبديل، وميزة LDO التي صغير تموج الناتج الجهد والضوضاء، وكذلك منطقة رقاقة احتلت أصغر من منظم التبديل الجهد . دائرة حماية من LDO تحتاج أيضا إلى النظر في التصميم. قد يكون هذا التصميم للبرمجة الحالية دائرة حماية حدود برمجة الحالي الحد التيار الزائد حمولة LDO الحالية محدودة ضمن نطاق معين، وتجنب إطالة أمد التيار الزائد في تلف الدائرة أنبوب السلطة . سوف يحد من دائرة حماية الهيكل التقليدي تكون بعض العيوب، عندما LDO في حالة إدخال الكبير والضغط الناتج، عندما تكون القيمة الحالية هي كبيرة، وسوف أنبوب السلطة يؤدي مباشرة بسبب عمل طويلة تحت ظروف الحمل الثقيل أحرق الشريحة. في التطبيقات العملية، والأداء الرفيع لحماية دائرة حماية من التيار الزائد غير تالف جدا LDO منظم الحالي هو أيضا واحدة من المؤشرات الرئيسية لأداء .
في هذه الورقة، مجموعة واسعة من المدخلات - المخرجات LDO قوة خطي منظم عتبة الحد الحالي العيب ليس قابل للتعديل، ويقترح مزيدا من التحسن على الحد من دائرة الحماية التقليدية دائرة الحد الحالي للبرمجة لTSMC 0.25 عملية التكيف BCD ميكرومتر لتحقيق الحد الحالي للبرمجة، وجود بنية بسيطة، والخصائص الحالية مريحة وعملية ويمكن أخذ عينات بدقة.
A التقليدي الحد تحليل دائرة حماية
التقليدي الحد LDO حماية الخطية التكوين الدائرة التنظيمية هو مبين في الشكل 1. . FIG أنبوب السلطة P1، خطأ مكبر للصوت EA وشبكة ردود الفعل المقاوم من حلقة مفرغة من LDO منظم الخطية، EA قلب محطة الجهد إشارة VREF هو الإخراج ذات فجوة الحزمة المرجعية، الجانب نفس ردود الفعل عبر شبكة ردود الفعل الجهد VFB، يتم ضبط انتاج التيار الكهربائي وفقا لالمقاومات R1 و R2 .
حيث، AEA هو كسب حلقة مغلقة من مكبر للصوت الخطأ، API لتحقيق مكاسب حلقة مغلقة من P1 الترانزستور السلطة، هو
حماية حدود تعمل على النحو التالي: أنبوب P2 أنبوب أخذ العينات وفقا لنسبة مرآة الحالية للP1 الترانزستور السلطة كما هو مبين في المعادلة (2).
IP2 مرآة الحالية من خلال المقاوم R3 في محطة قلب للمقارنة الجهد A1، V1، V2 تتم مقارنة مع الجهد الثابتة التي تسيطر عليها P3 مفتاح تشغيل أو إيقاف تشغيله، وبالتالي السيطرة على الجهد بوابة P1 الترانزستور السلطة. عندما الحالية التي تتدفق من خلال أنبوب السلطة IP1 صغير، V1 < V2، مقارنة A1 بإخراج عالي المستوى، يتم تشغيل P3 من أنبوب، والإخراج الطبيعي للLDO، كما يتم زيادة التيار المار من خلال P1 الترانزستور السلطة تدريجيا، بحيث V1 > V2، يتم تشغيل التبديل على P3، P1 المشابك الجهد بوابة الترانزستور السلطة، وبالتالي الحد من الانتاج الحالي. التيار التقليدي الحد دائرة حماية المزيد من العيوب، يتطلب بنية التقليدية كذلك المقارنة الحالية في الجهد، ومقاومة منخفضة الدقة والعملية المصنعين الداخلية الحالية تحتل منطقة تخطيط أكبر، وانخفاض المقاومة يؤثر تأثيرا مباشرا على دقة مقيد تدفق قيمة حجم، مما تسبب في حرق أو الدائرة للحد من الانتاجية القصوى نتيجة LDO الحالي لا يعمل على الطاقة العالية، وليس من أجل الدقة أخذ العينات الحالية.
اقترحت 2 برمجة دائرة حماية الحد الحالي
أخذ العينات غير دقيقة ولا يمكن ضبط عتبة الحد الحالي ومثل للالحالي العيب الحد من حماية الدوائر التقليدية استنادا إلى الهيكل التقليدي للالحد من دائرة الحماية الحالية تم تصميم برمجة الدوائر الحالية حماية حدود. LDO القدرة أقصى حمولة من التصميم هو 3 A، دائرة الحد الحالي لأخذ عينات دقيقة من أنبوب السلطة وضبط الحد الحالي (0.2 A ~ 4.5 عن طريق تغيير حجم ورقة المقاومة الخارجية (8 أوم أوم ~ 70) A)، ودائرة محددة هو مبين في الشكل 2.
P0 أنبوب أخذ العينات أنبوب وفقا لنسبة الناتج مرآة الحالية بين حجم الترانزستور P1 أنبوب السلطة أنبوب MOS، لإعطاء صيغة (3):
P4 ~ P6 M1 ~ M4 الأنبوب وأنبوب هيكل مرآة الحالي لهذه السلسلة، وعمل سلسلة PMOS الترانزستور هو الحد من التعقيد للتخطيط لعملية الإنتاج وإضعاف قناة أنبوب تأثير طول التشكيل، يمكن خفضها من خلال زيادة قيمة الترانزستور L MOS صغيرة طول القناة معاملات تعديل ، من أجل تحقيق PSRR عالية. وفي الوقت نفسه، بدلا من الهيكل التقليدي للمقارنة الجهد تمكن المقارنة المباشرة من التيارين، نهاية P2 أنبوب التسرب من الترانزستور السلطة، أي بوابة السيطرة على الجهد الطرفي.
عندما ICS أكبر من IPCL، M3 و M4 العاملة في المنطقة الخطية، وهناك نقطة أقل من الجهد VTHN، يتم تشغيل P2 الأنابيب على ذلك أن الجهد البوابة وفرضت على السلطة الترانزستور VCC، يتم فرض الترانزستور التيار الكهربائي بحيث الانتاج الحالي يصبح أصغر، لعبت دورا في الحد من الحماية . IPCL أكبر مما كانت عليه عندما ICS، P3 و P4 العاملة في المنطقة الخطية، وهو أكبر من الجهد في نقطة VCC- | VTHP |، أنبوب P2 في خارج الدولة، والعمل LDO.
حيث الحالي الحد المقاوم RPCL رقاقة المقاوم الخارجية للبرمجة لتغيير قيمة الحد الحالي حسب حجم الأجهزة الطرفية، ومجموعة من 8 أوم ~ 160 أوم. VREF هو إشارة الجهد 0.6 V الناتجة عن الجهد الداخلي، وإخراج LDO الجهد VOUT، وVFB هو ردود الفعل الجهد LDO، المنظم LDO هو P0، P0 رر مع نسبة عرض أنبوب لنسبة طول 01:54 من أنبوب أخذ العينات 000، CSR هذه النسبة أي في صيغة (3) هو 5400.
عكس محطة للAMP1 مكبر للصوت التشغيلية وعينات استنزاف الأنابيب P1 قلب محطة للVOUT الناتج LDO، وفقا للمرجع أمبير "افتراضية قصيرة الظاهري فتح" مبدأ المشبك استنزاف الجهد، والجهد من VOUT أنبوب P1، P1 من هذا القبيل أن الأنبوب الجهد ثلاثة محطة والجهد ثلاثة محطة للP0 الترانزستور السلطة بالضبط ، من أجل الحصول على عينات دقيقة مرآة الحالية، لتحقيق تعديل أنبوب التيار أخذ العينات 0001/54.
نفس المبدأ، بحيث مكبر للصوت التشغيلي AMP2 PCL ميناء الجهد يساوي قيمة الجهد ردود الفعل VFB هو، في الجهد ثابت، الحد الحالي تنفيذها عن طريق تغيير حجم الخارجية برمجة المقاوم RPCL، مثل صيغة (4):
حيث هذه الورقة VREF = 0.6 V، CSR هي نسبة العينة الحالية، هنا 56000.
في LDO في إدخال أكبر - الضغط الناتج عند الحد الحالي الحالي كبير، فمن السهل أن تلف رقاقة بسبب الكثير من السلطة، ثم المقاومة يجب زيادة لمنع LDO RPCL أحرقت في ارتفاع رقاقة قوة ، LDO العمل عند الإدخال صغير - الانتاج تحت الضغط، ينبغي خفض RPCL لزيادة عتبة الحد الحالي لتجنب حماية الحد الخاطئة تحت تحميل تيار واسع . بواسطة الحد الحالي للبرمجة مصممة لتلبية مختلف الدوائر المدخلات - التكوين الانتاج تحت التشغيل العادي.
3 نتائج المحاكاة
وفقا لعمليات تحليل وتصميم النظرية، تطبيق تصميم الدوائر للبرمجة من الحد الحالي إلى LDO. ويستند التالية على التكنولوجيا TSMC 0.25 ميكرون BCD، محاكاة الدوائر من مزيج تصميم، والجهد الخارجي، خرج الجهد وRPCL ورقة المقاومة يستدل من تعاليم هنا للتحقق التكوين المدخلات.
في نفس المدخلات الجهد (5.5 V)، وهو نفس الناتج الجهد (1.8 V)، وRPCL من خلال تحديد قيم مقاومة مختلفة، محاكاة التغييرات تحميل عابرة، لوحظ وجود تغيير الحد الحالي للبرمجة، منحنى المحاكاة في FIG. 3 هو مبين في الشكل.
منحنى المحاكاة في FIG 3، منحنى 1 هو الخارجي RPCL المقاوم 10 أوم، الحد الحالي للبرمجة من 3.38 A؛ المنحنى 2 هي المقاومة RPCL الخارجي 22.5 أوم، الحد الحالي للبرمجة 1.6 A؛ منحنى RPCL المقاومة الخارجية 335 أوم، الحد الحالي للبرمجة 1.06 A؛ RPCL الخارجي منحنى المقاومة 4 هو 47.5 أوم، الحد الحالي للبرمجة هو 758.6 مللي أمبير، RPCL المقاومة خارجي منحنى 560 أوم، الحد الحالي للبرمجة هو 616.7 مللي أمبير. الناتج يتحقق في نفس الخارجي ورقة المقاومة RPCL مختلفة للبرمجة تصميم الحد الحالي.
في نفس المدخلات الجهد (5.5 V)، وهو نفس المقاوم RPCL (10 أوم) حالة، من خلال توفير الفولتية الانتاج المختلفة، تحميل التغيير عابرة المحاكاة، ومراقبة الحد الحالي للبرمجة، منحنى المحاكاة هو مبين في الشكل (4) التين.
منحنى المحاكاة في FIG 4، والجهد المدخلات هم 5.5 V، المقاومة ورقة الخارجي RPCL 10 أوم، والحصيلة على التوالي 0.8 V، 1.2 V، منحنى الحد الحالي عند 1.8 V، 3.3 V و 4.9 V الحالات، يمكن أن ينظر إليه في تكوينات الانتاج المختلفة، الحدود الحالية هي حوالي 3.4 لذلك، بما يتفق مع مبادئ التصميم الحالية، الحد الحالي للبرمجة هو نفسه في نفس RPCL.
في نفس الناتج الجهد (1.8 V)، وهو نفس المقاوم RPCL (10 أوم) حالة، من خلال تحديد المدخلات الجهد مختلفة، وتغيير عابرة للتحميل وهمية، ومراقبة الحد الحالي للبرمجة، منحنى المحاكاة هو مبين في الشكل (5) التين.
RPCL نفس قيمة المقاومة (10 أوم)، لتعيين المدخلات الجهد مختلفة، منحنى مساهمة الجهد 1 هو 5.0 V، والجهد المدخلات من منحنى 23.3 V، منحنى مساهمة الجهد 32.2 V. كما يمكن أن يرى، في الفولتية الإدخال المختلفة، RPCL عقد قيمة ثابتة، وكان الحد الحالي للبرمجة حوالي 3.4 A، بما يتفق مع مبادئ التصميم.
تكوينه كما في حالة 1.8 V 5.0 V، والجهد الناتج من الجهد المدخلات، كما هو مبين من خلال تعديل حجم الحالي يحد اختبار محاكاة المقاوم RPCL برمجة، لإعطاء المقابلة العلاقة الحد الحالي للبرمجة والمقاومات RPCL، FIG. 6.
تركيب منحنى في RPCL إلى صيغة (5)، والمحاكاة نتيجة لمجموعة من خطأ في FIG 6 النتائج النظرية التي تم الحصول عليها مع أقل من 10، ويمكن تنفيذها ويفضل في الحد الحالي للبرمجة.
تكوين لV 1.8، والتغيرات انتاج التيار الكهربائي مع منحنى الحمل هو مبين في الشكل 72.5 V، والجهد الناتج من الجهد الإدخال.
محاكاة الرسم البياني هو مبين في الشكل 7، هنا مصممة عموما LDO TT عملية الزاوية محاكاة في نتائج المحاكاة تبين أن تيار الحمل داخل نطاق التغييرات A 0 ~ 3، يمكن استخدامها بشكل طبيعي الناتج LDO، VOUT وتغيير فقط 70 V حولها.
4 خاتمة
واستنادا TSMC 0.25 ميكرون التكنولوجيا BCD، تطبيق تصميم الدوائر للبرمجة من الحد الحالي إلى LDO تجنب بشكل فعال الحالي الحد الحالي التقليدي الحد حماية الدائرة ليست عيوب قابل للتعديل. الحد الحالي هنا يمكن تعديلها من قبل تكوين حجم RPCL المقاوم الخارجية. الجهد المدخلات من 2 V ~ 5.5 V، ومجموعة انتاج التيار الكهربائي 1.2 V ~ 5 V، لتحقيق أقصى الطاقة الاستيعابية 3 A، والحد الحالي للبرمجة يمكن تعديلها ضمن نطاق 0.2 A ~ 4.5 A. وتشير نتائج المحاكاة التي الحالي تصميم بفئة تنفيذ برمجة هنا عتبة الحد الحالي، وتلبية متطلبات التصميم.
مراجع
جيا وانغ وي إيداع Tingzheng، يونغ، وما إلى ذلك لخطأ عالية الأداء ومكبر للصوت تحويل PWM باك DC-DC . الحالة الصلبة إلكترونيات البحوث والتنمية، 2010،30 (1): 129-133.
تصميم LDO مينغ ليانغ ليو، Mingschin، Haruyuki أوروبا مثل. A الشريط الإفراط في درجة الحرارة وfoldback الحد الحالي . الإلكترونيات الدقيقة، 2011،41 (3): 410-415.
Socheat هنغ، تونغ W، PHAM C K.New طريقة تصميم الطاقة المنخفضة على الدوائر الحماية الحالية لانخفاض منظم التسرب ندوة .International على VLSI تصميم وأتمتة والاختبار، 2009: 47-51.
بيرخوت M.Integrated حماية من التيار الزائد لمراحل قوة الطبقة D .IEEE 29 الأوروبي مؤتمر الدوائر الحالة الصلبة، 2003: 533-536.
يانغ لى جيون، تشن تشى مينغ، ن غونغ، وآخرون دائرة حماية المنخفضة للطاقة مع LDO جامعة شيان للتكنولوجيا، 2011،27 (3): 261-265.
زهيجي، وشي طويل، تشنغ كاي إن الإفراط في درجة الحرارة وحماية الإفراط في الحالية للLDO . الإلكترونيات الدقيقة، 2015،45 (3): 311-314،319.
بهزاد Razavi.Design التناظرية CMOS الدوائر المتكاملة تشنغدو: جنوب غرب جياوتونغ جامعة أكسفورد، 2008: 22-23.
يي وانغ، لماذا في .CMOS منخفضة التسرب منظم الخطية بكين: دار العلوم، 2012: 219-220.
تشن دونغبو، لماذا سنوات، يان Xiaolang الاستقرار عالية من LDO الخطية تحويل . IC الصين، 2011 (6): 53-56.
تصميم LDO حماية Tiannan، Zhangguo يونيو إن الإفراط في درجة الحرارة أكثر من الحالية مع الالكترونيات الدقيقة وعلوم الحاسوب، 2013،4 (30): 139-142.
الكاتب المعلومات:
في وقت مبكر Fei1،2، كلمات Kuixin 2 يوان تشاو تشوانغ 2، 2 قوه وى، ما يو 2، 2 حفرة يينغ
(1. كلية الاقتصاد والإدارة، جامعة نانجينغ للملاحة الجوية والفضائية، ونانجينغ 211106؛ 2. بتوقيت بكين الصين الأساسية والتكنولوجيا المحدودة، بكين 100076)
