284缓冲结构设计
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芯片I/O缓冲及ESD电路设计摘要:文章详细介绍了基于C MOS的芯片I/O缓冲电路分类,功能,电路及版图设计的一些考虑以及芯片引脚的静电保护问题。
广告插播信息维库最新热卖芯片:ST10043QC IRFR024N SMBJ5.0CA XC17S10PD8C ICL7612BCPA TC35302P2 4LC128T-I/SN TC551001BFL-85L PQ30RV21UPD485505G-35关键词:I/O;缓冲电路;静电保护;CMOS针对引脚的输入输出缓冲(I/O buffer)电路设计,也可以称为输入输出接口(I/O interface)电路设计,是一颗完整芯片设计中不可或缺的组成部分,但是详细论述其设计规则的文章或者著作在国内却比较鲜见,这对初学者或者没有这方面经验的工程师无疑会造成困惑。
本文以CMOS工艺为例,较全面的论述I/O缓冲电路设计中各种考虑,可以作为芯片引脚输入输出电路设计的一个参考。
根据I/O缓冲电路应用目标的不同,可将其分为输入、输出等几类,详见表1。
表1 I/O缓冲电路的分类输出缓冲(是个大驱动器,他将信号输出芯片)输出缓冲电路的功能要求能够驱动大的片外负载,通常为2~50pF,并且提供适当的上升/下降时间。
一组连续的大尺寸的缓冲器(buffer)对驱动能力的提高是有益的。
大尺寸的管子容易受闩锁效应(latch-up)的影响,在版图设计时建议采用保护环(Guardrings)保护以避免闩锁效应,如图1-1所示。
在图中,用P+作为内保护环,而N+作为外保护环(In n-well)。
图1-1缓冲器一种常见的输出电路如图1-2所示,En是输出电路的使能信号,Dout是输出数据,MOS管组合的功能如图中所示。
当En为低而Dout有效时,A、B均为高电平,输出Y为低,且由外向里看为高阻抗状态,如果Dout未定,则Y为高阻。
需要注意的是,最后输出级的管子尺寸要大到能够提供足够的电流源或电流沉并且减少延迟时间。
20吨起重机单梁设计说明书1.设计规范及参考文献中华人民共和国国务院令(373)号《特种设备安全监察条例》GB3811—2008 《起重机设计规范》GB6067—2009 《起重机械安全规程》GB5905-86 《起重机试验规范和程序》GB/T14405—93 《通用桥式起重机》GB50256—96 《电气装置安装施工及验收规范》JB4315-1997 《起重机电控设备》GB10183—88 《桥式和门式起重机制造和轨道安装公差》JB/T1306-2008 《电动单梁起重机》GB164—88 《起重机缓冲器》GB5905—86 《低压电器基本标准》GB50278-98 《起重设备安装工程及验收规范》GB5905—86 《控制电器设备的操作件标准运动方向》ZBK26008—89 《YZR系列起重机及冶金用绕线转子三相异步电动机技术条件》2.设计指标2.1设计工作条件⑴气温:最高气温40℃;最低气温-20℃⑵湿度:最大相对湿度90%(3)地震:地震基本烈度为6度2.2设计寿命⑴起重机寿命30年⑵电气控制系统15年⑶油漆寿命10年2.3设计要求2.3.1 安全系数2.3.1.1钢丝绳安全系数n≥52.3.1.2结构强度安全系数载荷组合Ⅰ n≥1.5载荷组合Ⅱ n≥1.332.3.1.3抗倾覆安全系数n≥1.52.3.1.4 机构传动零件安全系数 n≥1.5 2.3.2钢材的许用应力值(N/mm2)表1[σs]-钢材的屈服点;[σ]-钢材的基本许用应力;[τ]-钢材的剪切许用应力;[σc]-端面承压许用应力;2.3.3螺栓连接的许用应力值(N/mm2)10.9级高强度螺栓抗剪[τ]=3502.3.4焊缝的许用应力值(N/mm2)对接焊缝: [σw] = [σ] (压缩焊缝)[σw] = [σ] (拉伸1、2级焊缝)[σw] = 0.8[σ] (拉伸3级焊缝)[τw]= [σ]/21/2(剪切焊缝)角焊缝: (拉、压、剪焊缝)[τw]= 160(Q235钢)200(Q345钢)2.3.5起重机工作级别:利用等级 U5工作级别 A4机构工作级别为 M53.设计载荷3.1竖直载荷3.1.1起升载荷额定起升载荷:20t3.1.2桥式起重机自重载荷主梁:10.81t端梁:0.88t小车(包括电动葫芦):1.12t电气装置及附件(电控箱、电缆、大车导电挂架等):0.15t总计:12.96t3.1.3 起升载荷基本值:20t3.1.4 冲击系数3.1.4.1起升、制动冲击系数ϕ1起升速度:νh=0.058m/s起动平均加速度а=0.029m/s2 (起升、制动时间t=2s)制动冲击系数ϕ1ϕ1=1+a/g式中:g—重力加速度,取g=9.81 m/s2ϕ1=1+a/g=1+0.029/9.81=1.0033.1.4.2起升载荷动载系数ϕ2根据《起重机设计手册》当起升速度V h<0.2 m/s时ϕ2=1.13.1.4.3运行冲击系数起重机大车重载走行速度为0.333m/s,起重小车重载的走行速度为0.333m/s,轨道平顺程度良好,因此在运行中载荷的最大竖向冲击力将发生在轨道接缝处,则运行冲击系数:ϕ3=1.10+0.058νh1/2式中:h—轨缝高差,h=0.002mϕ3=1.10+0.058⨯1.57⨯0.0021/2=1.1041以上计算的三个冲击系数不会同时发生,因此我们在检算结构和机构的强度和稳定性时取起升载荷的冲击系数ϕ=1.1。
op284放大器工作原理OP284是一种高性能、低功耗的运算放大器,广泛应用于电子设备中的放大、滤波、积分和微调等应用。
本文将详细介绍OP284放大器的工作原理。
一. 概述OP284是一种双电源电压型运算放大器,通常使用正电源和负电源供电。
其内部结构由多个电晶体管、电容和电阻等组成,并通过负反馈的方式来实现放大功能。
下面将逐步介绍OP284的工作原理。
二. 差分输入级OP284的差分输入级由两个输入电阻和一个差动放大电路组成。
当输入信号加到正输入端时,负输入端将根据输入电阻而产生一个稍微小一些的信号,这是因为负输入端与正输入端的电阻不相等。
差动放大电路会将输入信号放大到一定的增益,并将放大后的信号送到下一个级别。
三. 线性增益OP284的线性增益级将差分输入信号转化为单端信号,并通过输出级来驱动最终的输出。
线性增益级通常由多级放大器和反相输入放大电路组成,使得输入信号能得到较大的增益并且保持线性。
四. 输出级OP284的输出级通过将输入信号放大到所需的电压范围,并提供足够的电流来驱动负载。
输出级通常由多个级联的功率放大器组成,以满足对输出信号质量和驱动能力的要求。
同时,输出级还会根据负载的变化而自动调整输出电流。
五. 负反馈OP284采用了负反馈来提高整个放大器的性能。
负反馈通过将输出信号与输入信号的差异作为反馈信号,来调整放大器的增益和频率响应。
这样可以减少非线性失真和干扰,提高放大器的稳定性和精度。
六. 供电电源OP284通常使用正电源和负电源来供电,以提供工作所需的电压和电流。
电源电压必须在OP284的额定工作电压范围内,以确保其正常运行和性能。
七. 输出特性OP284的输出特性包括增益、频率响应、失真和噪声等。
增益是指输入信号与输出信号的比值,频率响应是指在不同频率下的放大器响应情况,失真是指放大器输出信号与输入信号的差异,而噪声是指放大器在工作过程中引入的额外信号。
八. 应用领域由于其高性能和低功耗特点,OP284广泛应用于各种电子设备中。
uc2844的补偿电路1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍UC2844和补偿电路的基本概念。
UC2844是一种常用的开关控制器芯片,用于开关电源的设计。
它具有高效、稳定的特点,可以在不同的电源应用中提供可靠的电压输出。
补偿电路是UC2844工作中的一个重要组成部分。
在开关电源中,当负载发生变化或者输入电压波动时,输出电压常常会出现瞬间或持久的波动,这会引起输出的不稳定,甚至导致电源损坏。
为了增加系统的稳定性,需要使用补偿电路来为UC2844提供反馈信号,调整开关控制信号,使得输出电压更加稳定。
补偿电路通过检测输出电压的变化,根据误差信号调整UC2844的控制信号。
它可以根据负载变化和输入电压的波动,自动调整开关频率和占空比,使得输出电压能够保持在设定值附近。
补偿电路能够减小输出电压的纹波和峰峰值,并提高系统的响应速度和稳定性。
本文将详细介绍UC2844的工作原理以及补偿电路的作用。
我们将探讨补偿电路对UC2844的影响,并提出优化方向,以进一步提高开关电源的性能和稳定性。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是这样的:文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了文章的背景和目的,说明了为什么要研究uc2844的补偿电路。
正文部分包括了uc2844的工作原理和补偿电路的作用两个方面的内容,详细介绍了它们的具体情况和特点。
结论部分则总结了补偿电路对uc2844的影响和优化方向,给出了进一步研究和改进的建议。
通过这样的结构安排,读者能够全面了解uc2844的补偿电路的重要性和应用前景,并为相关领域的研究提供有益的指导。
1.3 目的目的:本文的目的是探讨uc2844补偿电路的作用及其对uc2844稳定性的影响,旨在帮助读者更加深入地理解uc2844补偿电路的工作原理,了解其在电路设计中的重要性,以及如何优化补偿电路以提高uc2844的性能。
通过具体分析uc2844的工作原理和补偿电路的作用,我们将揭示补偿电路在保持uc2844稳定工作的过程中所起到的关键作用。
芯片I/O缓冲及ESD电路设计摘要:文章详细介绍了基于C MOS的芯片I/O缓冲电路分类,功能,电路及版图设计的一些考虑以及芯片引脚的静电保护问题。
关键词:I/O;缓冲电路;静电保护;CMOS针对引脚的输入输出缓冲(I/O buffer)电路设计,也可以称为输入输出接口(I/O interface)电路设计,是一颗完整芯片设计中不可或缺的组成部分,但是详细论述其设计规则的文章或者著作在国内却比较鲜见,这对初学者或者没有这方面经验的工程师无疑会造成困惑。
本文以CMOS工艺为例,较全面的论述I/O缓冲电路设计中各种考虑,可以作为芯片引脚输入输出电路设计的一个参考。
根据I/O缓冲电路应用目标的不同,可将其分为输入、输出等几类,详见表1。
表1 I/O缓冲电路的分类输出缓冲(是个大驱动器,他将信号输出芯片)输出缓冲电路的功能要求能够驱动大的片外负载,通常为2~50pF,并且提供适当的上升/下降时间。
一组连续的大尺寸的缓冲器(buffer)对驱动能力的提高是有益的。
大尺寸的管子容易受闩锁效应(latch-up)的影响,在版图设计时建议采用保护环(Guardrings)保护以避免闩锁效应,如图1-1所示。
在图中,用P+作为内保护环,而N+作为外保护环(In n-well)。
图1-1缓冲器一种常见的输出电路如图1-2所示,En是输出电路的使能信号,Dout是输出数据,MOS管组合的功能如图中所示。
当En为低而Dout有效时,A、B均为高电平,输出Y为低,且由外向里看为高阻抗状态,如果Dout未定,则Y为高阻。
需要注意的是,最后输出级的管子尺寸要大到能够提供足够的电流源或电流沉并且减少延迟时间。
其负面影响是电流变化率(di/dt)变大而使穿过输出点到封装的压焊线上的L(di/dt)噪声增大,从而导致较大的片上噪声。
图1-2常用的输出缓冲电路在高性能的芯片中,如32位的微处理器,如果多个I/O输出驱动电路工作状态相似时,L(di/dt)噪声可能逐步增强,会影响芯片速度。
基于UC2843的反激电源的软启动设计
1、UC2843芯片的内部结构原理框图
2、软启动电路设计
3、软启动实现原理
电源在刚开机上电,电路并未进入稳定的工作状态,而开关电源的输出电压的建立需要一段时间,整个电路相当于开环,使得芯片的6Pin在这段时间输出占空比很大PWM脉冲,导致开关管导通时间过长而烧毁或
者电压过高被击穿。
可以设置如上图所示的二极管D,电阻R和电容C组成的软启动电路。
电阻R的上端接UC2843的8脚VREF,二极管D的阳极接UC2843的1脚COMP。
这样,电源刚开机上电时由于电容C的电压为零,电流检测比较器内部的反向输入端电压也为零,那么UC2843的6脚输出低电平,随着UC2843的1脚的恒流源和8脚的5V基准电压通过电阻R给电容C充电,使得1脚的电压逐渐升高,而不是上电就直接满偏输出,这样就使电流检测比较器内部的反向输入端逐渐升高,这样3脚的电流检测电压与逐渐升高的电压同步比较,使得6脚输出的PWM脉冲的占空比不至于直接输出到很大,从而在电路的开启阶段占空比得到限制,使电路正常启动,这与我们这段时间将电流检测电阻由0.25R增大1.12R的原理大致相同,但是这种方法可以从根本上解决电路启动失效的情况。
电路参数的计算是这样的,电阻R的大小定为1K,大部分电路都这样,共识吧。
由于我们的电路启动时间没有限制,这里我们定位100个周期正常启动,也就是300K主频率的1/100就是3K,根据公式f=1
2πRC 可算出C=0.053uF,取0.047uF~0.1uF的标准值。
对于二极管没有具体的需求,耐压大于10V,反向恢复特性没有需求,普通的二极管1N4148即可。
------PowerWise 石大明2011.11.18。