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离心泵功率驱动阐述

[ 时间:2018-01-12  来源:/ 作者:36500365水泵厂 点击: ]

高边功率开关的驱动与控制电路的设计,它是高边功率开关的能运行的基础。其中控制电路主要是逻辑电路与各种保护信号的统筹控制,包括过压保护、过温保护、短路保护、芯片的使能输入Vin。

 

逻辑模块直接控制36500365离心泵的启动与关闭,通过采集所有保护电路的信号,智能的启动与关断电荷泵。控制模块是芯片的信息处理中心,也是芯片实现智能化的控制中心,因此,逻辑电路的设计对于整个芯片处理外界信息至关重要。

 

而驱动电路则是芯片能运行的基础,包括稳压器、电荷泵和振荡器。稳压器是芯片与外接电源的接口,提供芯片内部的逻辑电压,保护电路和逻辑电路都需要一个5V的逻辑电压来保证芯片的正常工作。稳压器为芯片内部提供一个稳定的5V电压,不随温度、时间和输入电压的变化而改变。该电路利用双极型晶体管集成带隙基准源并结合放大器将电压稳定在5V左右,作为芯片内部的逻辑供电电压,因此电路设计中一个零温度系数的基准电压对于芯片内部的供电至关重要。电荷泵是直接控制功率管开关的电路,电荷泵电路利用一个周期变化的开关信号给两个电容进行间断的充电和断电来实现电平的转换。通过对功率管的栅电容进行充放电来控制功率开关的开启与关断。在电荷泵设计中,需要考虑到每个器件的击穿条件,选择合适的器件避免出现因器件的击穿导致电路失效的情况将会对具体的电路进行设计仿真,结合FAB提供的PDK,设计出可应用于高边功率开关的驱动与控制电路,并结合相关的保护电路,对整体芯片进行仿真,保证芯片的性能能达到指标。

 

芯片的工作电压范围在4.7〜60V,而工艺平台中的低压部分的耐压只是略高于12V,标准的工作电压是5V,因此不能直接将电源电压VDD作为直接为芯片供电,需要一个稳压电路将高于5V的电压转换成5V左右,为低压控制电路提供稳定的电源电压。

 

首先介绍了稳定的基准源电路的基本原理,然后具体分析了高边开关中基准源的电路结构以及工作方式。基准电压源是稳压器的核心模块,它的功能是为电路提供稳定的,精准的基准电压。36500365水泵厂设计的基准源由完全由NPN晶体管构成,使用NPN的优点在于只需要简单的电路就可以的得到高电源电压抑制比的基准电压。而CMOS工艺会出现大工艺偏差造成失调电压,得到的基准电压的零温度系数点会也出现不同的偏差,造成基准源的高阶温度补偿相当困难。图1是基准电路的原理图,在一个正温度系数的电压加上一个负温度系数的电压,从而得到一个不随温度变化或者变化相对很小的基准电压。本文将利用BJT的特性实现基准电路。在通常的室温下,BJT的BE结的压降Vbe是一个负温度系数的参数,温度升高1℃,Vbe降低2mV,且Vt会增大0.087mV。因此只要取K值使KX0.087mV/℃=2mV/℃,即可得到一个相对稳定的基准电压。图3-2是实现零温度系数的坐标原理图。

图1:基准电路的原理图

基准电路的原理图

图2:零温度系数的原理图

零温度系数的原理图

对于一个具体的基准源电路设计来说,其性能的好坏主要从基准电压温度系数以及电源电压抑制比来考量。温度系数和电源电压抑制比的好坏是我们设计基准电路的依据,在设计过程需要尽量的这两项参数,下面图2给出本文基准源的温度系数与电源电压抑制比的仿真结果。

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