หลักการพื้นฐานของการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟคือการใช้คลื่นสี่เหลี่ยม PWM เพื่อขับเคลื่อนหลอด MOS
ในฐานะวิศวกรฝ่ายวิจัยและพัฒนาพาวเวอร์ซัพพลาย ฉันมักจะจัดการกับชิปต่างๆ วิศวกรบางคนอาจไม่รู้จักด้านในของชิปเป็นอย่างดี นักเรียนหลายคนเปิดหน้าแอปพลิเคชันของแผ่นข้อมูลโดยตรงเมื่อใช้งานชิปใหม่ และสร้างอุปกรณ์ต่อพ่วงตามการออกแบบที่แนะนำ เสร็จแล้ว. ด้วยวิธีนี้ แม้ว่าจะไม่มีปัญหากับแอปพลิเคชัน แต่รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติมจะถูกละเว้น และไม่มีการสะสมประสบการณ์ที่ดีกว่าสำหรับการเติบโตทางเทคนิคของตัวมันเอง
1. แรงดันอ้างอิง
เช่นเดียวกับแหล่งจ่ายไฟอ้างอิงของการออกแบบวงจรระดับบอร์ด แรงดันอ้างอิงภายในของชิปให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียรสำหรับวงจรอื่นๆ ของชิป แรงดันอ้างอิงนี้ต้องการความแม่นยำสูง ความเสถียรที่ดี และการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย แรงดันอ้างอิงภายในชิปเรียกอีกอย่างว่าแรงดันอ้างอิงแบนด์แกป เนื่องจากค่าแรงดันนี้คล้ายกับแรงดันแบนด์แกปของซิลิคอน จึงเรียกว่าแรงดันอ้างอิงแบนด์แกป ค่านี้ประมาณ 1.2V โครงสร้างดังแสดงในรูปด้านล่าง:
เราจะกลับไปที่ตำราเรียนเพื่อพูดคุยเกี่ยวกับสูตร สูตรกระแสและแรงดันของทางแยก PN:
It can be seen that it is an exponential relationship, and Is is the reverse saturation leakage current (that is, the leakage current caused by the minority carrier drift of the PN junction). This current is proportional to the area of the PN junction! That is, Is->S.
ด้วยวิธีนี้ Vbe=VT*ln(Ic/Is) สามารถอนุมานได้!
กลับไปที่รูปด้านบน VX=VY ได้รับการวิเคราะห์โดยออปแอมป์ จากนั้นจะเป็น I1*R1 บวก Vbe1=Vbe2 เราจึงได้: I1=△Vbe/ R1 และเนื่องจากแรงดันเกทของ M3 และ M4 เท่ากัน ปัจจุบัน I1=I2 จึงได้รับสูตร: I1=I2=VT*ln (N/R1 ) N คืออัตราส่วนของพื้นที่ทางแยก PN ของ Q1 Q2!
กลับไปที่รูปด้านบน VX=VY ได้รับการวิเคราะห์โดยออปแอมป์ จากนั้นจะเป็น I1*R1 บวก Vbe1=Vbe2 เราจึงได้: I1=△Vbe/ R1 และเนื่องจากแรงดันเกทของ M3 และ M4 เท่ากัน ปัจจุบัน I1=I2 จึงได้รับสูตร: I1=I2=VT*ln (N/R1 ) N คืออัตราส่วนของพื้นที่ทางแยก PN ของ Q1 Q2!
ด้วยวิธีนี้ ในที่สุดเราก็ได้ Vref เปรียบเทียบ=I2*R2 บวก Vbe2 ประเด็นสำคัญ: I1 มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก และ Vbe มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นลบ จากนั้นปรับผ่านค่า N แต่ สามารถชดเชยอุณหภูมิได้ดีมาก! เพื่อให้ได้แรงดันอ้างอิงที่เสถียร N ได้รับการออกแบบโดยทั่วไปตาม 8 ในอุตสาหกรรม หากคุณต้องการให้สัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นศูนย์ ให้คำนวณ Vref=Vbe2 บวก 17.2*VT ตามสูตร ดังนั้นค่าจึงประมาณ 1.2V มีปัญหาเช่นการปราบปรามการกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟ PSRR ซึ่งจำกัดระดับและไม่สามารถเจาะลึกได้ ภาพร่างสุดท้ายเป็นแบบนี้ และแน่นอนว่าการออกแบบออปแอมป์นั้นมีความเฉพาะเจาะจงมาก:
