<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"></dfn><small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small><small id="yhprb"></small><small id="yhprb"></small> <delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><s id="yhprb"><noframes id="yhprb"><small id="yhprb"><dfn id="yhprb"></dfn></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn> <small id="yhprb"></small><delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>

新聞中心

EEPW首頁(yè) > 電源與新能源 > 設計應用 > CMOS欠壓保護電路的設計方案分析

CMOS欠壓保護電路的設計方案分析

作者: 時(shí)間:2016-12-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

  1.引言

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/327525.htm

  在電機驅動(dòng)、UPS等系統中電壓的穩定尤為重要,欠壓、過(guò)壓保護是必不可少的,因此通過(guò)在芯片內部集成過(guò)壓、欠壓保護電路來(lái)提高電源的可靠性和安全性。對功率集成電路,為提高電路的可靠性,保護電路同樣必不可少。保護電路的設計要簡(jiǎn)單、實(shí)用,本文設計了一種CMOS 工藝下的欠壓保護電路,此電路結構簡(jiǎn)單,工藝實(shí)現容易,可用做高壓或功率集成電路等的電源保護電路。

  2.工作原理分析

  欠壓保護的電路原理圖如圖1 所示。共由五部分組成:偏置電路、基準電壓產(chǎn)生、欠壓檢測輸入、比較器、反饋回路。

  

  本電路的電源電壓是15V,M1、M2、M4、R1 是電路的偏置部分,給后級電路提供偏置,電阻R1 決定了電路的工作點(diǎn),M1、M2、M4 是電流鏡;M3、D1產(chǎn)生基準電壓,輸入比較器的同相端;分壓電阻R2、R3、R4是欠壓檢測輸入,輸入比較器的反相端;R4、M5是欠壓信號的反饋回路;其余M6~M16 組成四級放大比較器。

  M3、D1 產(chǎn)生基準電壓,輸入比較器的同相端,固定不變是11V,當電源電壓正常工作時(shí),反相端的欠壓檢測輸給比較器的反相端的電壓大于11V,比較器輸出為低,M5截止,反饋電路不起作用;當欠壓發(fā)生時(shí),分壓電阻R2、R3、R4 反映比較敏感,當電阻分壓后輸給反相端的電壓小于11V,比較器的輸出電壓為高,此信號將M5 開(kāi)啟,使得R4兩端的電壓變?yōu)镸5兩端的飽和電壓,趨近于0V,從而進(jìn)一步拉低了R2、R3 分壓后得輸出電壓,形成了欠壓的正反饋。輸出為高,欠壓鎖定,起到了保護作用。

  3.參數計算

  對于MOS模擬集成電路,各MOS管的工作狀態(tài)和管子尺寸及寬長(cháng)比決定了電路的功能和性能,下面結合0.6μm工藝,對電路的電阻及各管寬長(cháng)比進(jìn)行估算。設定電路的總功耗Pm《3mW,VCC是15V,將Uth近似為1V。根據總功耗可得總電流:

  

  電路共有八條回路(200/8),可大致分配各路電流20 μ A 左右:故偏置電流20 μ A,即:電阻R1 的阻值大致約;

  

  電路中MOS 管均工作在飽和區,MOS 管的飽和區的公式:

  

  可以估算出M1 的寬長(cháng)比,進(jìn)而由電流鏡和PMOS 、NMOS的寬長(cháng)比與遷移率的關(guān)系

  

  可得M2、M3、M4 的比值,即:

  

  穩壓管的電壓值的設定要考慮工藝的實(shí)現并且要滿(mǎn)足M3 工作在飽和區的條件下選定,這里電壓值選為11V;而電阻的設計要考慮面積因素。電阻R2、R3、R4 構成分壓器,設定此路中電流是30 μ A,忽略M5 的電阻,可得

  

  其中,R3=300KΩ,R4=70KΩ

  比較器的增益要足夠的大,設定比較器的開(kāi)環(huán)增益在80dB(104 倍)以上,由于實(shí)際制作出的產(chǎn)品往往比理論計算出的放大倍數小很多。因此,我們分配各級的放大倍數分別: Aμ1=50,Aμ2=20,Aμ3=10.總共的放大倍數為各級放大倍數的乘積,即為:

  

  分配各級電流的四路總和不超過(guò)110μA(200μA-20×3μA-30μA)。故分配各級電流分別為30 μ A、20 μA、30 μA 和30 μA。這樣,我們就可以根據放大倍數和偏置電流來(lái)計算出各個(gè)管子的寬長(cháng)比。

  對于差分放大級。放大倍數Aμ1=50, 偏置電流為30μA,則兩個(gè)支路的電流為1 5 μ A 。根據計算公式:

  

  第二級,共源放大級。放大倍數A μ2=20,流過(guò)的電流為20 μ A,根據

  

  第三級和第四級推挽CMOS 放大級,由公式:

  

  出M13~M15 各管的寬長(cháng)比為:

  

  差分對的有源負載管寬長(cháng)比的計算。從電壓角度出發(fā),為了保證所有的管子在信號范圍內都工作在恒流區或臨界恒流區,而不進(jìn)入深度線(xiàn)性區,根據總電源電壓VDD =15V,我們可以大致分配M9、M10 的靜態(tài)。則:

  

  計算可得:

  


  4.模擬仿真結果分析

  通過(guò)上面的計算所得, 利用pspice 對電路進(jìn)行模擬,在模擬仿真過(guò)程中,各管的尺寸有調整,在仿真時(shí),分別增大和減小電源電壓來(lái)進(jìn)行電源掃描,波形見(jiàn)圖2。 從仿真的波形中可以看出:當增大電源電壓時(shí),電壓低于14.78V時(shí),欠壓鎖定;當減小電源電壓時(shí),電壓低于14.5V 時(shí),欠壓鎖定。仍可進(jìn)一步調整參數,來(lái)改善增大電源電壓時(shí)的欠壓曲線(xiàn)。

  

 ?。╝)電源掃描的波形(增大電源電壓)

  

 ?。╞)電源掃描的波形(減小電源電壓)

  圖2電源掃描的波形圖

  5.結論

  此欠壓保護電路結構簡(jiǎn)單,工藝易實(shí)現,可用于功率ic 穩壓電源保護中,當采用不同的工藝時(shí),計算參數的方法相同,也可以采用等比例縮小的原則確定參數。對于一般的欠壓保護,本電路已經(jīng)足夠。如果對欠壓保護精度和靈敏度要求很高的電路,則可在此電路的基礎上將穩壓輸入部分換成穩壓源,將比較器選用精度更高的比較器,但這樣結構復雜,功耗大,成本高。



關(guān)鍵詞: CMOS欠壓保護電

評論


技術(shù)專(zhuān)區

關(guān)閉
国产精品自在自线亚洲|国产精品无圣光一区二区|国产日产欧洲无码视频|久久久一本精品99久久K精品66|欧美人与动牲交片免费播放
<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"></dfn><small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small><small id="yhprb"></small><small id="yhprb"></small> <delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><s id="yhprb"><noframes id="yhprb"><small id="yhprb"><dfn id="yhprb"></dfn></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><small id="yhprb"></small><dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn> <small id="yhprb"></small><delect id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></delect><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn><dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>