Подробное объяснение принципа внутреннего проектирования и структурный анализ чипа.

Абстрактные

Как инженер-разработчик блоков питания, я, конечно, часто сталкиваюсь с различными микросхемами. Некоторые инженеры могут быть не знакомы с внутренней частью чипа. Многие студенты при применении новых чипов переходят непосредственно на страницу набора данных приложения и собирают периферийные устройства в соответствии с рекомендованной конструкцией. Вот и все. Таким образом, даже если с приложением все в порядке, технические детали игнорируются и не накапливается лучший опыт для вашего собственного технического роста. Сегодня на примере микросхемы понижающего источника питания постоянного/постоянного тока LM2675 подробно объясняются внутренний принцип конструкции и структура следующих микросхем.  
 Типичная схема применения LM2675-5.0  
   
  Откройте таблицу данных LM2675, сначала посмотрите на блок-схему.
   
 На этой схеме представлены все внутренние модули микросхемы блока питания. Мы хорошо поняли структуру BUCK. Основная функция этого чипа заключается в управлении МОП-транзистором и формировании мощного МОП-транзистора с ШИМ-управлением путем определения выходного состояния вывода FB для достижения стабильного напряжения или постоянного выходного тока. Это источник питания с асинхронным режимом, то есть обгонным устройством является внешний диод, а не внутренняя МОП-лампочка.Разберем, как реализуется каждая функция.
  Во-первых,опорного напряжения  
  Подобно опорному источнику питания схем на уровне платы, внутреннее опорное напряжение микросхемы обеспечивает стабильное опорное напряжение для других цепей микросхемы. Это опорное напряжение требует высокой точности, хорошей стабильности и небольшого температурного дрейфа. Опорное напряжение внутри чипа также называется опорным напряжением запрещенной зоны, поскольку это напряжение близко к напряжению запрещенной зоны кремния, поэтому его называют опорным напряжением запрещенной зоны. Это значение составляет около 1.2 В, как показано на следующем рисунке:
 
   
  Вернемся к учебнику и поговорим о формуле, формуле тока и напряжения PN перехода:  
   
  Видно, что он экспоненциальный, а IS — обратный ток утечки насыщения (т. е. ток утечки PN-перехода, вызванный дрейфом неосновных носителей). Этот ток пропорционален площади PN-перехода! Is->S ..Таким образом можно вывести Vbe=VT*ln(Ic/Is)!Возвращаясь к рисунку выше, согласно анализу операционного усилителя, VX=VY, тогда это I1*R1+Vbe1=Vbe2, поэтому мы можем получить: I1=△Vbe/R1, и поскольку напряжения затвора M3 и M4 равны то же самое, ток I1=I2, поэтому выводится формула: I1=I2=VT*ln(N/R1) N — отношение площадей PN-перехода Q1 и Q2!Возвращаясь к рисунку выше, согласно анализу операционного усилителя, VX=VY, тогда это I1*R1+Vbe1=Vbe2, поэтому мы можем получить: I1=△Vbe/R1, и поскольку напряжения затвора M3 и M4 равны то же самое, ток I1=I2, поэтому выводится формула: I1=I2=VT*ln(N/R1) N — отношение площадей PN-перехода Q1 и Q2!Таким образом, мы наконец получаем эталон Vref=I2*R2+Vbe2. Ключевым моментом является то, что I1 — положительный температурный коэффициент, а Vbe — отрицательный температурный коэффициент. После регулировки значения N можно добиться хорошей температурной компенсации! И получается стабильное опорное напряжение. Обычно в промышленности проектируются в соответствии с 8. Чтобы достичь нулевого температурного коэффициента, Vref=Vbe2+17.2*VT рассчитывается по формуле, поэтому оно составляет около 1.2 В. В настоящее время эталонное значение менее 1 В может быть достигнуто в поле низкого напряжения. Помимо температурного коэффициента, есть такие проблемы, как PSRR, подавление пульсаций питания и т. д., которые из-за уровня не усугубляются. Последняя диаграмма выглядит вот так, и конструкция операционного усилителя, конечно, очень специфична:
   
  Как показано на рисунке моделирования температурных характеристик:  
   
  II.Генератор OSC и ШИМ
 
Мы знаем, что основной принцип импульсного источника питания заключается в использовании прямоугольной волны ШИМ для управления силовым МОП-транзистором, поэтому, естественно, нам нужен модуль, генерирующий колебания. Принцип очень прост: конденсатор заряжается и разряжается, образуя пилообразную волну, а компаратор используется для генерации прямоугольной волны с регулируемым коэффициентом заполнения.
 
   
Окончательный подробный проект схемы выглядит следующим образом:
 
   
 Существует техническая сложность компенсации наклона в текущем режиме, которая направлена на стабилизацию наклона при коэффициенте заполнения более 50%. Я также обладаю поверхностным пониманием, и заинтересованные студенты могут изучить его подробно.
  III.Усилитель ошибок
  Функция усилителя ошибки заключается в отборе проб напряжения обратной связи для обеспечения постоянного выходного тока или постоянного напряжения. Тем самым регулируя ШИМ управления МОП-трубкой, как показано на схеме:
 
   
 
  Внутривенносхема привода
 Структура последней приводной части очень проста: это МОП-трубка большой площади с большой пропускной способностью по току.
 
   
 
  В-пятых,Другие схемы модуля
  Другие схемы модуля здесь призваны обеспечить нормальную и надежную работу чипа, хотя они и не являются основой принципа, но действительно занимают важное место в конструкции чипа.В частности, он имеет несколько функций:
  1,Стартовый модуль   Функция модуля запуска, естественно, заключается в том, чтобы запустить микросхему в работу, поскольку в момент включения питания возможно, что все токи транзисторов будут равны нулю и останутся неизменными, поэтому она не сможет работать. Функция запуска схемы эквивалентна «зажжению огня» и последующему его выключению. Как показано на рисунке:В момент включения питания естественно включается S3, а затем S2 может включить M4 Q1 и т. д., поэтому включается M1 M2. Схема источника постоянного тока справа работает нормально, S1 включен, поэтому S2 выключен, и запуск завершен. Если нет S1 S2 S3, мгновенный ток всех транзисторов равен 0.
   
  2,Модуль защиты от перенапряжения OVP  Легко понять, что когда входное напряжение слишком велико, выход может быть отключен с помощью трубки переключателя, чтобы избежать повреждения, а точка защиты может быть установлена компаратором.  
   
  3,Модуль защиты от перегрева OTP   Температурная защита предназначена для предотвращения повреждения чипа из-за аномально высокой температуры. Принцип относительно прост. Выход отключается за счет использования температурной характеристики транзистора и последующей установки точки защиты через компаратор.
   
  4,Модуль защиты от перегрузки по току OCP  Например, когда выход закорочен, состояние выходной трубки можно контролировать с помощью обратной связи путем определения выходного тока, а ток можно отключить или ограничить. Как показано на рисунке, ток транзистора отбирается пропорционально площади. Как правило, площадь трубки отбора проб Q2 составляет одну тысячную площади выходной трубки, а затем управление МОП-трубкой осуществляется компаратором напряжения.
   
Есть и другие конструкции вспомогательных модулей.  
  VI.И источник постоянного тока, и зеркало тока. 
  Внутри ИС рабочее состояние каждого транзистора устанавливается с помощью тока смещения. Можно сказать, что схема источника постоянного тока является краеугольным камнем всех схем, и также создается эталон запрещенной зоны. Затем токовое зеркало используется для подачи тока на каждый функциональный модуль. Токовое зеркало используется для установки необходимого тока через область транзистора, аналогичную зеркальному отображению.
 
   
  七,суммировать 
 

Вышеупомянутое, вероятно, представляет собой всю внутреннюю структуру микросхемы питания постоянного/постоянного тока LM2675, а также обзор предыдущих знаний. Конечно, это только основная структура в принципе. Конкретная конструкция должна учитывать множество характеристик параметров, большой объем анализа и моделирования, а также глубокое понимание параметров полупроводникового процесса, поскольку производственный процесс определяет многие параметры и характеристики транзисторов. Я делаю. Дефектный или полностью непригодный для использования. Вся конструкция чипа также представляет собой сложную системную разработку, требующую хороших теоретических знаний и практического опыта.

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена с сайта «ittbank». Эта статья отражает только личную точку зрения автора и не отражает точку зрения Sacco Micro и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.

Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.