ic是什么含意,一分钟深度解读ic

作为一名电源研发技术工程师,当然常常和各种芯片相处,可能有的技术工程师对芯片内部的不是很了解,许多同学在运用一个新的芯片的时候直接翻出Datasheet的运用网页页面,依照强烈推荐设计搭建外场可以。如此一来即便运用没什么问题,但也忽视了更多关键技术,对自身的专业技术发展并没累积到更加好的工作经验。今日以一颗DC/DC降血压开关电源芯片LM2675为例子,尽可能详解下一颗芯片内部的结构设计和结构,IC领域的同学们随意看看就好,热烈欢迎赐教!

LM2675-5.0的常见运用电源电路

 


天天和IC打交道 你知道IC内部是啥结构(附图剖析开关电源IC)

 

开启LM2675的DataSheet,最先看一下框架图

 


天天和IC打交道 你知道IC内部是啥结构(附图剖析开关电源IC)

 

这图包括了开关电源芯片内部的所有模块控制模块,BUCK构造己经很明白了,这一芯片的重要作用是完成对MOS管推动,并且通过FB脚检验导出情况来产生环城路操纵PWM驱动功率MOS管,完成稳压管或是恒流电源导出。这是一个非同步模式开关电源,即续流元器件为外界二极管,而非内部结构MOS管。

下面我们一起来剖析每个作用是如何达到的

类似板级电路原理的基准开关电源,芯片内部结构基准电压为芯片别的电源电路给予相对稳定的参照电压。这一基准电压规定高精密、性能稳定、温漂小。芯片的内部参照电压也被称为带隙基准电压,因为这电压值和硅的带隙电压相仿,因而被称作带隙基准。这一数值1.2V上下,如下图所示的一种构造:

 


天天和IC打交道 你知道IC内部是啥结构(附图剖析开关电源IC)

 

这里需要返回教材讲公式计算,PN结的电流量和电压公式计算:

 


天天和IC打交道 你知道IC内部是啥结构(附图剖析开关电源IC)

 

能够得知是指数关系,Is是反方向饱和状态漏电流(即PN结由于少子飘移所造成的漏电流)。这些电流量和PN结面积正相关!即Is->S。

这般就能推论出Vbe=VT*ln(Ic/Is) !

返回图中,由运放电路剖析VX=VY,那你就是I1*R1 Vbe1=Vbe2,这样可以得:I1=△Vbe/R1,而且由于M3和M4的栅压电压同样,因而电流量I1=I2,因此推论出公式计算:I1=I2=VT*ln(N/R1) N是Q1 Q2的PN结总面积比例!

返回图中,由运放电路剖析VX=VY,那你就是I1*R1 Vbe1=Vbe2,这样可以得:I1=△Vbe/R1,而且由于M3和M4的栅压电压同样,因而电流量I1=I2,因此推论出公式计算:I1=I2=VT*ln(N/R1) N是Q1 Q2的PN结总面积比例!

这样大家最终获得基准Vref=I2*R2 Vbe2,关键环节:I1是正温度系数的,而Vbe是负温度系数的,然后通过N值调整一下,但是完成非常好的温度补偿!获得相对稳定的基准电压。N一般业内依照8设计方案,若想完成零温度系数,依据公式计算推算出Vref=Vbe2 17.2*VT,因此大约在1.2V左右,如今在低电压行业能够实现低于1V的基准,并且除开温度系数也有电源纹波抑止PSRR等诸多问题,仅限于水准无法深层次了。最后示意图就这样,运放电路设计自然也十分注重:

 


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如下图温度特性模拟仿真:

 


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我们都知道开关电源电路的原理是运用PWM波形来驱动功率MOS管,那么肯定必须造成震荡的控制模块,基本原理非常简单,就是通过电容器的充电放电产生锯齿波和电压比较器来形成压摆率可调式的波形。

 


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最终详尽的电路设计图是这样子的:

 


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这里有一个技术难点要在电流量模式的陡坡赔偿,是针对压摆率超过50%时为了能平稳陡坡,附加增强了赔偿陡坡,我是浅显掌握,感兴趣同学们可详尽学习培训。

误差放大器作用是为了确保导出恒流电源或是稳压,对意见反馈电压开展取样解决。进而来调整推动MOS管PWM,如示意图:

 


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最后推动一部分构造非常简单,便是非常大的面积MOS管,电流量能力很强。

 


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这儿的别的控制模块电源电路是为了确保芯片可以正常的和可信赖的工作中,算不上基本原理的关键,却实打实的在芯片设计中占有核心地位。

1、运行控制模块

运行模块功效自然也是来运行芯片的工作,由于通电一瞬间有可能会全部晶体三极管电流量为0并保持不会改变,那样无法工作中。启动电路的作用是等同于“点个火”,然后关掉。如下图:

通电一瞬间,S3自然也是开启的,随后S2打开可以开启M4 Q1等,就开启了M1 M2,右侧恒流源电路正常运转,S1也开启了,还把S2给关掉了,进行运行。假如没有S1 S2 S3,一瞬间全部晶体三极管电流量为0。

 


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2、过电压保护控制模块OVP

很容易理解,键入电压太大时,根据开关管来关闭导出,防止毁坏,根据电压比较器能设一个防护点。

 


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3、温度保护控制模块OTP

过温保护是为了避免芯片出现异常持续高温毁坏,基本原理非常简单,使用晶体三极管的温度特性再通过电压比较器设定维护点来关闭导出。

 


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4、过电流保护控制模块OCP

在例如导出短路故障的情形下,根据检验输出电流来反馈调节场效管状态,能够关闭或是过流保护。如下图的电流采样,使用晶体三极管的电流量和范围正相关来取样,一般空气采样器Q2面积多是场效管的面积千分之一,再通过电压电压比较器来调节MOS管推动。

 


天天和IC打交道 你知道IC内部是啥结构(附图剖析开关电源IC)

 

还有一些别的协助模块设计。

在IC里面,怎么来设定每一个晶体三极管的工作环境,就是利用偏置电流,恒流源电路算得上是全部电源的根基,带隙基准都是因而所产生的,再通过电流镜来为每一个程序模块给予电流量,电流镜就是利用晶体三极管面积来设定所需要的电流大小,类似镜像系统。

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