一种适用于源RFID的低静态电流LDO黄山干式变压器设计

　　湖南大学学报（自然科学版）一种适用于源RFID的低静态电流LDO黄山干式变压器设计+陈迪平1C，高雪杰1，曾建平1，陈弈星2（1.湖南大学物理与微科学学院，湖南长沙410082；2.长沙麓湖微技术有限公司，湖南长沙410082）提出了一种华盈做为变压器优质厂家为您郑重承诺：我们所有变压器保证全新全铜线，三年内在正常使用中出现质量问题给与保修保换，凡2000KVA以下产品全部现货供应，凡使用本公司的变压器在正常投入运行三年内一律实行三包。产品畅销、山东、新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、河南、黑龙江、吉林、辽宁、四川、贵州、湖北、湖南等地。365天全程为您服务!本公司秉承“以人为本，科技创新，志在超越”的崇高信念，以可靠的产品质量，优惠的价格，完善的售后服务，精益求精，追求完美，竭力欢迎新老客户垂询合作，愿与广大客户共创双赢的美好明天。 新的基准电压源电路和一种利用输出电压为基准电压源电路供电的方式，使得该LDO黄山干式变压器具有低静态电流、输出电压稳定的优点。基于CSMC0. 5模型库对其进行了仿真，初始电压在3.49V的变化范围内，该电路输出电压仅变化0.535mV，电路自身的静态电流仅为5.79pA.频信号自动识别目标对象标签并获取相关数据，可工作于各种恶劣环境，识别高速运动物体并同时识别多个标签，操作快捷方便，因而有广泛的应用。RFID可分为有源和源标签，其中源标签自身不电源，工作时需要从读写器周围的电磁干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。场获得能量。源供电技术是源标签芯片的关键技术之，它先将接收到的信号经过，从中获取初级工作电压，该初始工作电压经过后级的稳压电路产生稳定电压。

　　本文给出了一种适用于源13. 56MHzRFID标签芯片的LDO（1owdropout）线性黄山干式变压器电路的设计，利用MOS管迁移率"和随温度的变化关系，设计了一种新的基准电压源电路，并提出一种利用输出电压为基准电压源电路供电的方式，使得输出电压受初始电压影响很小。该黄山干式变压器具有较宽的输入电压范围（3.49V），超低的静态电流（5.79PA）和电压调整率（0.基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（095041）湖南省科技计划资助项目（2008F3123）：陈迪平（1962―），男，湖南醴陵人，湖南大学教授1种低静态电流LDO稳压电路设计bookmark2 1.1基准电压源设计为了减小模拟电路和数字电路之间的相互影响，标签芯片中稳压电路会分别为模拟电路和数字电路提供独立的供电电源。对于工作电压为3. 3V的数字工艺库，要求数字电路供电电源在3. 03.6V范围内变化，否则数字电路可能工作不正常。考虑到工艺角的偏差和温度的变化，初级电压的大范围变化因素，为了保证数字电路供电电源在所指定的范围内，目前般米用的是LDO结构。

　　如所示为LDO的一般结构，该结构由基准电压产生模块、误差放大器模块、分压网络、传输本公司生产的SCRBH15非晶合金干式变压器，SGBH15非晶合金变压器（10KV级），SCRBH15非晶合金卷铁芯干式变压器 S9、S11.S13系列6-35KV油浸式变压器、SCB10.SCB11系列6-35KV干式变压器、非晶合金、有载调压电力变压器等级低损耗电力变压器，技术标准严格采用国际GB1094.1、2-1996；GB/T6451-1999，并在同行中率先获得ISO9001质量体系认证证书和PCCC产品认证证书。主导产品“华盈”牌电力变压器达到同行业领先水平。公司成立以来，本着创新发展的目标，购进了先进的生产检测设备，引进了国际先进的企业管理模式和工艺，建立了高效灵敏的信息反馈系统和完整的售后服务体系。公司早在1997年就率先通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2016年成功换版为ISO9001：2008质量管理体系认证，在2016年九月份获得ISO14001：2004环境管理体系认证，在2017年5月份获得中国国家强制性产品认证（3C认证），使产品质量有了很大的提高，产品服务更贴近于用户需求。元件4部分组成。

　　而基准电路是[city华盈非晶合金变压器有限公司name]干式变压器的核心模块，是影响黄山干式变压器精度的最要因素。目前常见的基准电压源采用的是隙基准电压源，如所示为常见的隙基准电压源的电路结构。隙基准源具有电压输出稳定的特点，但该结构自身的静态电流不能降得太低，基于进一步降低静态电流的目的，本文设计的一种基准电压源如所示。

　　而MN2，MN3的栅源电压Vgs分别表示为：其中MN3的W/L比较大，为流过MP0，MP1中的电流，通过镜像，假设流过MN2和MN3电流也为，且电流可表示为：将式（2），（3），（4）代入式（1）中可得：将式（5）对了求导可得：上0知，右式第一项具有负温度系数（典型值为一2mV/°C），第二项具有正温度系数，在一定温度下，通过调节MN2管的W/L值，可以使第二项与第一项的正负温手 机：13287501888度系数在常温下（可取为25C）相抵消，使得的温度系数为0，即=企业账号：1611 0032 092 00213 086，从而产生对温度不敏感的基准电压源。

　　相对于隙基准电电 话：0635-8888299压源电路，本文所设计的电压源电路具有结构简单，很低的静态电流消耗的优点。Spectre模拟仿真结果表明，所示的基准电压源电路的输出稳定且静态电流仅为1.95pA. 1.2整体电路设计整体电路如所示，整个电路采用的是锡管9，C5为储能电容，R2，C2构成低通滤波电路。

　　电路的工作原理如下：当初始电压VHD由0开始上升到约2V的时候，由于电容C6的作用，使得MP11，MN10构成的反相器电路输出低电平，MP12，MN11构成的反相器电路输出高电平，于是MP13，MN9导通，因此MP13的漏极电压和输出电压VDD就会随着初始电压逐渐上升。当VHD联系人：陈经理继续上升到一定值时，MP15支路开始有电流流过，这个电流一方面通过MP14的镜像来给基准电压源电路提供启动电流，另一方面通过MN12的镜像来拉低MP11，MP10的栅极电压。当流过MP15中的电流达到一定值时，MP11，MP10的栅极电压将被拉低，于是MP13，MP17的栅极电压跳变为高电平，MN9的栅极电压跳变为低电平。因此基准电压源的启动过程结束，输出稳定的电压，同时误差放大器也开始正常工作，将输出电压VDD稳定在3.3V左右。从图中可以看出，VDD正常输出后为基准电压源电路提供电源，而基准电压源产生的基准电压又产生稳定的VDD电压输出。这种结构的优点是消除了当VHD在大的范围内变化时对基准电压源的影响，从而使得输出电压VDD受VHD的影响更小。

　　2电路仿真结果基准电压源及输出电压的仿真结果如所示，从（a）和（b）中的曲线可以看出，当温度从一45C变化到85C时，基准电压源的输出变化了约12mV，温度系数为101.4ppm/°C，在20C时温度系数为0，输出电压变化了约45mV.为输出电压VDD随初始电压VHD的变化曲线，传 真：0635-8888109从图中可以工艺CSMC0.5y地 址：山东聊城经济开发区华山路南首30号m输入电压范围/V3.49基准电压源静态电流/yA1.95总静态电流/yA5.79温度系数/（ppm/C）1014电压调整率/（mV/V）0099最大负载电流/mA115PSRR/dB-73.看出：当初始电压从3.5V变化到9V时，输出电压18V.为负载电流突然变化时，输出电压的瞬态响应。从图中可以看出当负载电流在5ys内从5yA变化到3mA时，输出电压变化约90mV，并且很快恢复稳定输出。邮 箱：1262980066@qq.com

　　为负载电流从0变化到3mA时输出电压的变化曲线，本文设计的LDO黄山干式变压器性能总结见表1.负载电流变化时输出电压响应3结论由于LDO结构具有很高的稳压性能以及足够的负载能力，因此该结构经常被用来作为RFID的稳压电路。本文提出了一种适用于源RFIDLDO结构的改进方案，其中重点提出了一种新的基准电压源的设计方案，利用MOS管迁移率"P，"和VbE随温度的变化关系，产生了随温度变化较小的基准电压源，并利用输出电压为基准电压源电路供电，基准电压源产生的基准电压又产生稳定的VDD输出电压的闭环原理，使得输出电压受初始电压影响很小。本文设计的LDO电路结构具有较宽的电压输入范围（3.49V），低的总静态电流（5.79yA），低的电压调整率（0.099mV/V），大的负载电流（11.5mA），而RFID天线感应到的最大峰值电流约为3mA，标签芯片的数字部分的最大消耗电流约为500yA，且除了温度系数低于传统的LDO结构外（传统典型值约为20ppm/C），其它各指标都优于传统LDO结构，特别是在源RFID比较关心的静态功耗方面更是有很大的优势，因此更适用于RFID的黄山干式变压器电路，其版图如所示。