电源芯片内部是怎样的?

2019-06-12 07:49:00 来源:互联网
标签:

自然经常与各种芯片打交道,可能有的工程师对芯片的内部并不是很了解,不少同学在应用新的芯片时直接翻到Datasheet的应用页面,按照推荐设计搭建外围完事。如此一来即使应用没有问题,却也忽略了更多的技术细节,对于自身的技术成长并没有积累到更好的经验。今天以一颗DC/DC降压电源芯片LM2675为例,尽量详细讲解下一颗芯片的内部设计原理和结构,IC行业的同学随便看看就好,欢迎指教!

 
LM2675-5.0的典型应用电路
 
 
 
打开LM2675的DataSheet,首先看看框图
 
 
 
这个图包含了电源芯片的内部全部单元模块,BUCK结构我们已经很理解了,这个芯片的主要功能是实现对MOS管的驱动,并通过FB脚检测输出状态来形成环路控制PWM驱动功率MOS管,实现稳压或者恒流输出。这是一个非同步模式电源,即续流器件为外部二极管,而不是内部MOS管。
 
下面咱们一起来分析各个功能是怎么实现的
一、基准电压
类似于板级电路设计的基准电源,芯片内部基准电压为芯片其他电路提供稳定的参考电压。这个基准电压要求高精度、稳定性好、温漂小。芯片内部的参考电压又被称为带隙基准电压,因为这个电压值和硅的带隙电压相近,因此被称为带隙基准。这个值为1.2V左右,如下图的一种结构:
 
 
 
这里要回到课本讲公式,PN结的电流和电压公式:
 
 
 
可以看出是指数关系,Is是反向饱和漏电流(即PN结因为少子漂移造成的漏电流)。这个电流和PN结的面积成正比!即Is->S。
 
如此就可以推导出Vbe=VT*ln(Ic/Is) !
 
回到上图,由运放分析VX=VY,那么就是I1*R1+Vbe1=Vbe2,这样可得:I1=△Vbe/R1,而且因为M3和M4的栅极电压相同,因此电流I1=I2,所以推导出公式:I1=I2=VT*ln(N/R1) N是Q1 Q2的PN结面积之比!
 
回到上图,由运放分析VX=VY,那么就是I1*R1+Vbe1=Vbe2,这样可得:I1=△Vbe/R1,而且因为M3和M4的栅极电压相同,因此电流I1=I2,所以推导出公式:I1=I2=VT*ln(N/R1) N是Q1 Q2的PN结面积之比!
 
这样我们最后得到基准Vref=I2*R2+Vbe2,关键点:I1是正温度系数的,而Vbe是负温度系数的,再通过N值调节一下,可是实现很好的温度补偿!得到稳定的基准电压。N一般业界按照8设计,要想实现零温度系 数,根据公式推算出Vref=Vbe2+17.2*VT,所以大概在1.2V左右的,目前在低压领域可以实现小于1V的基准,而且除了温度系数还有电源纹波抑制PSRR等问题,限于水平没法深入了。最后的简图就是这样,运放的设计当然也非常讲究:
 
 
 
如图温度特性仿真:
 
 
 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
5G商用石英器件需求激增,台厂商积极布局

分析人士认为,中国 5G将会打造成全球最大5G网络,基站建设的规模也空前庞大,这正为台湾石英元件器供应商带来新需求,包括台厂晶技、希华等,都看好后续大陆市场高速成长的潜力。

无线充电市场或将开启,我们究竟该如何实现这一技术?

近两年,越来越多的手机支持无线充电,据不完全统计,现在市面上约有150种型号的手机支持无线充电,其中无线快充更是容易受到消费者青睐,像华为的Mate20系列充电功率可达15W,小米9、三星S10系列更是达到了20W。

一文全方位解读场效应管

场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管(JFET)因有两个PN结而得名,绝缘栅型场效应管(JGFET)则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中,应用最为广泛的是MOS场效应管,简称MOS管(即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET);

在离线应用中采用UCC28056来优化效率和待机功耗

现代产品法规要求更低的待机功耗和更高的效率。满足这些要求的策略可能是使用复杂的电源时序控制关闭部分电源系统以提高轻载效率。

振荡器最重要的参数是什么?这些注意事项你都了解吗?

选择电子元件时,你首先考虑的是什么?很有可能是处理器或系统的其它核心元件。定时器件可能是浮现在你脑海中的最后一样东西,尽管时钟信号是系统中所有信号赖以存在的“心跳”。

更多资讯
必须要看的LM324应用实例
必须要看的LM324应用实例

LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。

苹果大面积召回MacBook Pro的背后:都是电池的锅

近年来数码产品的电池问题频发意外,成为了众多厂商最担惊受怕的一个环节。苹果也不例外,日前它们向国家市场监督管理总局备案了召回计划,将自2019年6月20日起,召回部分苹果笔记本电脑MacBook Pro(Retina,15英寸,2015年中期型号),受影响的设备约为6.3万台。

安森美半导体完成对Quantenna Communications的收购

收购增强安森美半导体在工业、汽车和电信市场的先进联接应用的能力

UnitedSiC在UF3C “FAST” FET产品系列中 新增4引脚Kelvin器件

新型功率半导体企业美商联合碳化硅股份有限公司(UnitedSiC)宣布进一步扩展UF3C FAST产品系列,新增采用TO-247-4L 4引脚Kelvin Sense分立封装选项的1200V高性能SiC FET器件。

阻抗的原理及计算方法
阻抗的原理及计算方法

本文将简要说明阻抗的概念。阻抗就是阻力和电抗的结合。简而言之, 阻抗可以理解为交流电路中的无源元件减少或阻碍电流的程度。