工控低压变频器设备应用的CMOS精准基准电源设计革新
在工控低压变频器设备的应用背景下,设计了一款CMOS基准电压源,以供用于LDO稳压器。该设计旨在提供一个简单实用的电压基准电路,其静态电流约为35pA,基准电压的度系数仅为15mV/Vt;此外,该设计还实现了低铎时的高抑制比达63dB,以及0.005%的电压调整率。关键技术点包括LDO穗压器、基准电压、度系数、低铎时抑制比和调整率。
为了输出稳定的KREF参考电压,误差放大器的输出驱动调整元件通过改变其导通阻抗,最终实现了精确输出。随着电子技术不断进步,便携式电子产品对更高性能的电源需求日益增长。在便携式电子产品中,LDO线性稳壓器因其高效能转换、高功耗效率以及较低成本和噪声特性而越来越受到欢迎,并广泛应用于锂电池充放電及数字信号处理等领域。
典型LDO线性稳壓器系统框图主要由调整元件(PassElement)、带隙(Bandgap)基准电路(Reference)、误差放大器(EAMP)及采样网络组成,其工作原理涉及启动机制以快速上升至目标值,并利用误差放大环回馈控制输入与输出之间微小差异以保持恒定状态。
带隙基准電路因其高度精确且几乎不受温度变化影响,被广泛应用于模拟集成電路设计中。一款优秀帶隙設計需考虑到复杂场合下的可靠性能,同时减少额外能耗以提高整体效率。本文提出的带隙设计采用简化架构并优化放大增益,以减少温度漂移并提升供给能力。此外,对偏置网络进行精细调校也帮助提升了 电源抑制能力,使得整个系统更加经济有效。
带隙基准電路設計
带隙基础之上的设计灵感来源于双极晶体管中base-emitter voltage VBE 的负温系数与两个晶体管间AFBE正温系数相互抵消,从而实现了极佳地基于温度环境变化所产生的小量漂移和高级别精确度。这一概念已经被不断完善并适应各种实际需求,因此有许多不同的结构方案可以选择使用,如经典CMOS带隋基準電路所示,由陈贵灿、程军等人提出,这种类型的手法能够满足不同条件下的要求,而对于打印IE收藏或是放在公文包中的情况,则需要进一步考虑便携性的方面。