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7 电子系统的电源电路设计
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基本信息
书名:电子系统的电源电路设计
原价:79.8元
作者:黄智伟
出版社:电子工业出版社
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ISBN:7
字数:
页码:484
版次:01
装帧:平装
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内容提要
电源电路是电子系统的重要组成部分。本书从工程设计要求出发,图文并茂地介绍了模拟电路的电源电路、RF(射频)系统的电源电路、ADC和DAC的电源电路、高速数字电路(FPGA)的电源电路、无线电源电路、开关稳压器电源电路、基准电压源/电流源等电源电路设计和制作中的一些方法和技巧,以及应该注意的问题,具有很好的工程性和实用性。
目录
第1章&&模拟电路的电路电源设计11.1&&与电源有关的放大器参数11.1.1&&电源电压和电流(VDD、VSS和IDD、IQ)11.1.2&&电源抑制比(PSRR)11.1.3&&电源抑制比参数kSVR31.1.4&&绝对最大值41.1.5&&推荐的工作条件51.1.6&&电特性51.1.7&&输入电压范围71.1.8&&共模抑制比(CMRR)81.2&&LDO线性稳压器电源电路111.2.1&&LDO线性稳压器与DC-DC转换器的差异111.2.2&&模数混合系统的放大器电源电路结构131.2.3&&LDO线性稳压器简介161.2.4&&选择LDO线性稳压器的基本原则181.2.5&&LDO线性稳压器的参数201.2.6&&LDO线性稳压器的噪声分析271.2.7&&LDO线性稳压器的PSRR411.2.8&&LDO线性稳压器电容选型481.2.9&&线性稳压器输出电压公差分析571.3&&线性稳压器电路设计实例611.3.1&&可供选择的系列LDO线性稳压器产品611.3.2&&±15V输出的低噪声线性稳压器电路621.3.3&&500mA&超低噪声、高PSRR射频LDO线性稳压器电路641.3.4&&200mA&超低噪声、高PSRR射频LDO线性稳压器电路651.3.5&&36V/1A/4.17V(RMS值)射频LDO线性稳压器电路661.3.6&&2A输出电流RMS值6V噪声RF&LDO线性稳压器681.3.7&&-36V&1A超低噪声负电压线性稳压器电路711.3.8&&-20V&200mA低噪声负电压线性稳压器电路721.3.9&&低噪声快速瞬态响应1.5A&LDO线性稳压器电路721.3.10&&24V输入、50mA输出SC70封装LDO线性稳压器电路741.3.11&&500nA超低静态电流150mA&LDO线性稳压器电路751.3.12&&1.25~125V可调输出电压700mA输出电流线性稳压器电路761.3.13&&40V高压超低静态电流LDO线性稳压器电路781.3.14&&500mA低压降CMOS线性稳压器电路781.3.15&&3A输出电流、快速响应、高精确度的LDO线性稳压器791.3.16&&具有反向电流保护功能的1%高准确度1A&LDO线性稳压器电路801.3.17&&无输出电容器150mA&LDO线性稳压器电路811.3.18&&极低输入极低压差2A&LDO线性稳压器电路82第2章&&RF(射频)系统的电源电路设计842.1&&RF系统的电源要求842.1.1&&RF系统的电源管理842.1.2&&RF系统的电源噪声控制872.1.3&&手持设备射频功率放大器(RFPA)的供电电路922.2&&RFPA电源电路设计962.2.1&&基带和RFPA电源管理单元(PMU)962.2.2&&用于RFPA的可调节降压DC-DC转换器982.2.3&&具有MIPI&&RFFE接口的RFPA降压DC-DC转换器&&用于3G和4G的RFPA降压-升压转换电路&&具有MIPI&&RFFE接口的3G/4G&RFPA降压-升压转换器&&300mA&3.6V&RFPA电源电路124第3章&&ADC和DAC的电源电路设计1263.1&&ADC和DAC电源电路的结构形式&&开关稳压器+低噪声LDO线性稳压器形式&&利用开关稳压器为ADC供电1273.2&&ADC和DAC电压基准的选择&&电压基准对ADC和DAC的影响&&选择电压基准源需要注意的一些问题&&可供选择的电压基准芯片1383.3&&ADC和DAC电压基准电路设计实例&&10位ADC基准电压电路&&12位ADC基准电压电路实例1&&12位ADC的电压基准电路实例2&&16位ADC基准电压电路&&18位ADC基准电压电路&&精密DAC电压基准1413.4&&通过调节电压基准来增加ADC的精度和分辨率&&采用多路开关调节电压基准的测量电路&&基准电压对ADC精度和分辨率的影响1433.5&&影响ADC的其他因素&&ADC的选择&&系统精度和分辨率1453.6&&模数混合电路PCB的分区与分割&&PCB按功能分区&&分割的隔离与互连1493.7&&模数混合电路的接地和电源PCB设计&&模拟地(AGND)和数字地(DGND)&&设计理想的接地和电源参考面&&模拟地和数字地分割&&采用“统一地平面”形式&&数字和模拟电源平面的分割&&最小化电源线和地线的环路面积1623.8&&模数混合系统的电源和接地布局示例&&温度测量系统的电源和接地布局示例&&ADC&ADC774的电源和接地布局示例&&优化16位SAR&ADC性能的PCB布局示例&&24位Δ-Σ&ADC的电源和接地布局示例173第4章&&高速数字电路的电源电路设计1774.1&&PDN与SI、PI和EMI&&PDN是SI、PI和EMI的公共互连基础&&优良的PDN设计是SI、PI和EMI的基本保证1774.2&&FPGA&PDN的模型&&PDN的拓扑结构&&FPGA&PDN的通用模型&&简化的FPGA&PDN模型1814.3&&VRM(电压调整模块)&&FPGA的供电要求&&DC-DC转换电路&&负载点(POL)DC-DC转换器&&线性稳压器&&线性稳压和DC-DC的混合IC电路1904.4&&去耦电容器&&不同位置的去耦电容器&&电容器的阻抗频率特性&&电容器的衰减频率特性&&电容器的ESR和ESL特性&&电容器的有效频率&&去耦电容器的安装位置&&电容器的并联和反谐振2014.5&&电流通道上的PCB电感&&PCB导线的电感&&PCB的过孔电感&&PCB导线的互感&&PCB电源和接地平面电感2074.6&&IC封装的电感2074.7&&贴装电感&&电容器贴装电感&&FPGA贴装电感2114.8&&PCB电源/地平面&&PCB电源/地平面的功能&&PCB电源/地平面设计的一般原则&&PCB电源/地平面叠层和层序&&PCB电源/地平面的负作用2164.9&&同时开关噪声(SSN)的控制&&SSN的成因&&降低SSN的一些常用措施&&利用EBG结构抑制SSN噪声2194.10&&基于目标阻抗的PDN设计&&目标阻抗的定义&&基于目标阻抗的PDN设计方法&&利用目标阻抗计算去耦电容器的电容量2254.11&&基于功率传输的PDN设计方法&&稳压电源电路的反应时间&&去耦电容的去耦时间&&电源系统的输出阻抗&&利用电源驱动的负载计算电容量2294.12&&平面PDN的一维分布模型&&去耦网络的瞬态响应&&去耦网络的稳态响应&&功率传输延迟的估算2304.13&&FPGA&PDN设计和验证&&确定FPGA的参数&&去耦网络设计&&模拟&&性能测量&&优化去耦网络设计&&存在问题的分析和改进2404.14&&设计实例:VirtexTM-5&FPGA的PDN设计&&VirtexTM-5&FPGA的VRM&&必需的PCB去耦电容器&&替代电容器&&PCB设计检查项目&&VirtexTM-5的PCB布局示例2514.15&&仿真工具&&常用的一些PDN设计和仿真EDA工具&&Altera&PDN设计工具&&TI公司的FPGA电源管理解决方案和设计工具2584.16&&FPGA电源电路设计实例&&Xilinx&&Virtex-5TM&FPGA的电源解决方案&&Xilinx&&VirtexTM-6&FPGA的微型电源解决方案&&Xilinx&&VirtexTM-6和SpartanTM-6&FPGA的电源解决方案&&Xilinx&的SpartanTM-3、VirtexTM-II、Virtex-II&ProTM的电源管理解决方案&&Altera&&Cyclone&&FPGA电源电路&&Altera&Arria&II&GX&FPGA开发板电源电路2774.17&&多电源系统的监控和时序控制&&电源时序控制和跟踪类型&&多电源系统的监控和时序控制设计实例&&模拟电压和电流监控&&时序控制和监控的结合&&电源余量微调&&开关调节器的同步2944.18&&利用铁氧体磁珠为FPGA设计电源隔离滤波器&&铁氧体磁珠的选择&&铁氧体磁珠建模与仿真&&Stratix&IV&GX设计实例&&反谐振&&LC谐振振荡&&传输阻抗&&直流电流和IR压降考虑因素&&PCB结构&&设计建议305第5章&&无线电源电路设计3065.1&&无线电源技术简介&&无线电源技术的应用&&无线电源技术方案简介3075.2&&无线电源联盟(WPC,Wireless&Power&Consortium)&&无线电源联盟简介&&WPC标准定义的无线电源系统结构&&WPC&5.1.2版本所定义的无线电源发射器类型3115.3&&A型无线电源发射器设计实例:A1型无线电源发射器设计&&A1型无线电源发射器的结构形式&&一次线圈&&屏蔽&&基站的接口表面&&对准&&多个线圈的间隔距离&&A1型无线电源发射器的等效电路&&A1型无线电源发射器的功率传输控制&&A2~A18型无线电源发射器设计3165.4&&B型无线电源发射器设计实例:B1型无线电源发射器设计&&B1型无线电源发射器的结构形式&&一次线圈阵列&&屏蔽&&基站的接口表面&&B1型无线电源发射器的等效电路&&B1型无线电源发射器的功率传输控制&&可扩展性&&B2~B5型无线电源发射器设计3205.5&&无线电源接收器设计&&无线电源接收器的结构&&二次线圈的安装&&双谐振电路&&谐振频率特性&&大信号二次谐振测试&&功率传输控制3235.6&&无线电源接收器设计实例1&&无线电源接收器设计实例1电路&&二次线圈的结构和尺寸&&二次线圈屏蔽3255.7&&无线电源接收器设计实例2&&无线电源接收器设计实例2电路&&二次线圈的结构和尺寸&&二次线圈屏蔽3265.8&&无线电源解决方案3275.9&&发射器端的解决方案&&TI公司可提供的发射器端控制器&&自由定位符合Qi标准的无线电源发射器控制器bq500410A和评估模块&&5V&WPC&1.1兼容的无线电源发射器控制器bq500211A和评估模块&&符合Qi标准的无线电源发射器控制器bq500210和评估模块&&bqTESLA发射器线圈供应商的信息3345.10&&接收器端的解决方案&&TI公司可提供的符合Qi标准的接收器&&bq51011/bq51013无线电源接收器和评估模块&&bq51050B/bq51051B高效Qi&v1.1兼容无线电源接收器和电池充电器&&无线电源接收器用通信和电力监控IC3415.11&&符合Qi标准的无线电源接收器线圈设计&&传统变压器的结构和模型&&Qi标准系统的变压器模型&&无线电源接收器(Rx)线圈的电气要求&&无线电源接收器(Rx)线圈设计的步骤&&屏蔽材料&&Rx线圈线材规范&&线圈匝数&&Rx线圈电感测量&&Rx线圈调谐&&Rx线圈的负载线分析3485.12&&Vishay公司的无线充电接收线圈350第6章&&开关稳压器电源电路设计3516.1&&降压型(BUCK)DC-DC开关稳压器&&降压型DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&步降型(降压型)易电源电源模块和转换器&&步降型(降压型)易电源纳米模块和转换器&&步降型(降压型)MicroSiPTM电源模块电路设计实例&&步降型(降压型)SWIFTTM电源模块和转换器&&步降型(降压型)POL(负载点)电源模块&&同步降压NexFETTM电源模块和功率级3726.2&&升压型(BOOST)DC-DC开关稳压器&&升压型DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&MicroSiPTM升压型电源模块&&DC-DC步升型(升压型)转换器&&易电源步升型(升压型)纳米稳压器3796.3&&降压-升压型(BUCK&BOOST)DC-DC开关稳压器&&降压-升压型DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&降压-升压型转换器应用电路实例3856.4&&SEPIC&DC-DC开关稳压器&&SEPIC&DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&SEPIC转换器应用电路实例3876.5&&反激式(FLYBACK)DC-DC开关稳压器&&反激式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&反激式稳压器应用电路实例3916.6&&正激式(FORWARD)DC-DC开关稳压器&&正激式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&正激式稳压器应用电路实例3966.7&&双开关正激式(2&SWITCH&FORWARD)DC-DC开关稳压器&&双开关正激式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&双开关正激式稳压器应用电路实例3986.8&&有源钳位正激式(ACTIVE&CLAMP&FORWARD)DC-DC开关稳压器&&有源钳位正激式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&有源钳位正激式转换器应用电路实例4036.9&&半桥式(HALF&BRIDGE)DC-DC开关稳压器&&半桥式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&半桥式转换器应用电路实例4076.10&&推挽式(PUSH&PULL)DC-DC开关稳压器&&推挽式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&推挽式转换器应用电路实例4096.11&&全桥式(FULL&BRIDGE)DC-DC开关稳压器&&全桥式DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&全桥式转换器应用电路实例4106.12&&相移(PHASE&SHIFT)ZVT&DC-DC开关稳压器&&相移ZVT&DC-DC开关稳压器电源拓扑结构&&相移ZVT转换器应用电路实例4116.13&&数字电源电路设计&&数字电源控制解决方案简介&&非隔离式的UCD92xx系列降压型控制器&&隔离式的UCD3xxx系列PWM数字电源控制器&&UCD7xxx数字互补功率级&&PTD08A/Dxxxx系列模块4246.14&&开关电源的交流电源线的降噪处理&&交流电源线上存在差模噪声与共模噪声&&交流电源线降噪处理用的共模扼流线圈&&交流电源线降噪处理用的混合扼流线圈&&开关电源的交流电源线降噪处理措施431第7章&&基准电压源/电流源电路设计4327.1&&电压基准的选择&&选择电压基准源的一些考虑&&齐纳基准源&&带隙基准源&&XFET基准源&&串联型电压基准&&并联型电压基准&&串联型或并联型电压基准的选择4377.2&&并联型电压基准应用电路实例&&可选择的并联电压基准芯片&&并联稳压器电路&&扩展输出电流的并联稳压器电路&&扩展输出电流的串联稳压器电路&&吸入式恒流源电路&&以接地为参考的电流源电路&&低温度系数的端电流源电路&&0~100℃线性输出温度计电路&&热电偶冷端补偿电路4437.3&&串联型电压基准应用电路实例&&可供选择的串联电压基准芯片&&输出±2.5V电压的基准电压电路&&输出±5V电压的基准电压电路&&输出负电压的基准电压电路&&可编程电流源电路&&350应变计桥路电源电路4477.4&&电流源应用电路实例&&可供选择的电流源芯片&&基本电流源电路&&零温度系数电流源&&扩展电流输出的电流源电路&&低电压的电压基准电路&&华氏温度计&&开氏温度计&&斜坡发生器电路&&精密三角波和方波发生器电路&&死区电路&&双向限幅电路&&窗口比较器电路454参考文献456
作者介绍
黄智伟,男,1952年8月生,本科,教授。1975年湖南大学无线电技术专业毕业,现为南华大学电气工程学院通信工程教研室教师,曾担任衡阳市电子研究所所长、衡阳市专家委员会委员等职务。
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IR2304半桥驱动集成电路的功能原理及应用
IR2304半桥驱动集成电路的功能原理及应用
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摘要:ir2304是美国ir公司生产的新一代半桥驱动集成芯片,该芯片内部集成了互相独立的控制驱动输出电路,可直接驱动两个中功率半导体器件如mosfet或igbt,动态响应快,驱动能力强,工作频率高,且具有多种保护功能。文中介绍了ir2304的功能特点、工作原理和典型应用电路。
关键词:半桥驱动集成电路;ir2304;三相桥式逆变器1 ir2304的功能特点ir2304是国际整流器公司(ir)
摘要:ir2304是美国ir公司生产的新一代半桥驱动集成芯片,该芯片内部集成了互相独立的控制驱动输出电路,可直接驱动两个中功率半导体器件如mosfet或igbt,动态响应快,驱动能力强,工作频率高,且具有多种保护功能。文中介绍了ir2304的功能特点、工作原理和典型应用电路。
关键词:半桥驱动集成电路;ir2304;三相桥式逆变器1 ir2304的功能特点ir2304是国际整流器公司(ir)新推出的多功能600v高端及低端驱动集成电路,这种适于功率mosfet、igbt驱动的自举式集成电路在照明镇流器、电源及电机等功率驱动领域中将获得广泛的应用。ir2304的性能特点如下:(1)芯片体积小(dip8),集成度高(可同时驱动同一桥臂的上、下两只开关器件);(2)动态响应快。典型通断延迟时间220/220ns、内部死区时间100ns、匹配延迟时间50ns;(3)驱动能力强,可驱动600v主电路系统。具有60ma/130ma输出驱动能力,栅极驱动输入电压宽达10~20v;(4)工作频率高。可支持100khz或以下的高频开关,可与irf830或irfbc30等较小巧的mosfet或igbt配合使用;(5)输入输出同相设计。提供高端和低端独立控制驱动输出,可通过两个兼容3.3v、5v和15v输入逻辑的独立cmos或lsttl输入来控制,为设计带来了很大的灵活性;(6)低功耗设计,坚固耐用且防噪效能高。ir2304采用高压集成电路技术,整合设计既降低成本和简化电路,又降低设计风险和节省电路板的空间。相比于其它分立式、脉冲变压器及光耦解决方案,ir2304更能节省组件数量和空间,并提高可靠性;(7)具有电源欠压保护和关断逻辑。ir2304有两个非倒相输入及交叉传导保护功能,整合了专为驱动电机的半桥mosfet或igbt电路而设的保护功能。当电源电压降至4.7v以下时,欠压锁定 ?uvlo? 功能会立即关掉两个输出,以防止穿通电流及器件故障。当电源电压大于5v时则会释放输出 ?综合滞后一般为0.3v?。过压(hvic)及防闭锁cmos技术使ir2304非常坚固耐用。另外,ir2304还配备有大脉冲电流缓冲级,可将交叉传导减至最低;同时采用具有下拉功能的施密特(schmitt) 触发式输入设计,可有效隔绝噪音,以防止器件意外开通。ir2304采用8脚dip或soic封装,其引脚排列如图1所示。该芯片与其它同类产品的特性比较见表1,从表1可看出ir2304比同类其它产品特性更优越,集成度更高。
ir2304各引脚的功能及推荐工作参数如表2所列。表1 ir08/04特性比较同类产品 输入逻辑 保护逻辑 死区时间 接地引脚
hin/lin 没有 没有 com 21064
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涵盖从处理器到信号调节再到电源管理的自动体外除颤器 (AED)

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