c********r
发帖数: 172 | 1 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
diode）流到Cpump，Cpump的两端电压被充到Vin-0.6V。如果Vin大于12V，这个5V工艺
的MOS电容将被打穿（我的手算结果是5V工艺的MOS最多可以抗到12V）。
改进后的电路如下，我加了一个M2，其寄生二级管是和M1反向的，这样就解决了电流
boosting时的倒流问题。仿真结果也显示一切正常。
我的体会：
1）电路设计就像绣花一样，得非常细心。有时一个很小的忽视就可能会前功尽弃。
2）电路设计在一般正常的情况下不会有什么问题，问题常常是在各种异常的情况下发
现的，比如突然开或者突然关掉时，或者突然加减负载时。
3）一般设计时会忽视掉MOS管的各种寄生二级管，尤其是high-voltage工艺有很多
layer，layer之间都有寄生二级管。更应该警惕的是大电流情况下，这些二级管一旦导
通就成为bipolar很容易latch-up。 |
g******u
发帖数: 3060 | 2 不加M2直接加个blocking diode不成么？还是压降会影响？ |
H***F
发帖数: 2501 | 3 为什么会出现同时关掉上下管？
会出现同时导通上下管吗？
前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
diode）流到Cpump，Cpump的两端电压被充到Vin-0.6V。如果Vin大于12V，这个5V工艺
的MOS电容将被打穿（我的手算结果是5V工艺的MOS最多可以抗到12V）。
改进后的电路如下，我加了一个M2，其寄生二级管是和M1反向的，这样就解决了电流
boosting时的倒流问题。仿真结果也显示一切正常。
我的体会：
1）电路设计就像绣花一样，得非常细心。有时一个很小的忽视就可能会前功尽弃。
2）电路设计在一般正常的情况下不会有什么问题，问题常常是在各种异常的情况下发
现的，比如突然开或者突然关掉时，或者突然加减负载时。
3）一般设计时会忽视掉MOS管的各种寄生二级管，尤其是high-voltage工艺有很多
layer，layer之间都有寄生二级管。更应该警惕的是大电流情况下，这些二级管一旦导
通就成为bipolar很容易latch-up。
【在 c********r 的大作中提到】
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
: 关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
: 就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
: Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
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b*********r
发帖数: 651 | 4 轻载没有skip mode么?
Vboot
【在 H***F 的大作中提到】
: 为什么会出现同时关掉上下管？
: 会出现同时导通上下管吗？
:
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
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c*t
发帖数: 452 | 5 小功率得上下管overlap很短，是不是可以不考虑delay
Vboot
【在 H***F 的大作中提到】
: 为什么会出现同时关掉上下管？
: 会出现同时导通上下管吗？
:
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
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c*t
发帖数: 452 | 6 如果超过12V的时间很短，mos管应该还是可以接受得。12v应该是dc得电压 |
c*****v
发帖数: 839 | 7 同时导通上下管是shoot through, 会产生大电流要避免。
Vboot
【在 H***F 的大作中提到】
: 为什么会出现同时关掉上下管？
: 会出现同时导通上下管吗？
:
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
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E****H
发帖数: 913 | |
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V*******5
发帖数: 842 | |
t*******g
发帖数: 373 | 10 赞！
Vboot
【在 c********r 的大作中提到】
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
: 关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
: 就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
: Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
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c****7
发帖数: 4192 | 11 赞，虽然我看不懂。:)
Vboot
【在 c********r 的大作中提到】
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
: 关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
: 就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
: Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
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s******0
发帖数: 73 | 12 搞电路设计的都是牛人，想当年VLSI学得都快挂了 |
c********r
发帖数: 172 | 13 即使时间很短，也影响使用寿命。
【在 c*t 的大作中提到】
: 如果超过12V的时间很短，mos管应该还是可以接受得。12v应该是dc得电压
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c********r
发帖数: 172 | 14 加了blocking diode，那么在正常情况下就不能drive M4了。
【在 g******u 的大作中提到】
: 不加M2直接加个blocking diode不成么？还是压降会影响？
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c********r
发帖数: 172 | 15 在Tri-State情况下是需要同时关掉上下管的。
不能同时导通上下管，这种情况叫shot-through。即使正常工作时也不能有哪怕很短时
间的shot-through，那样会有很大的电流从Vin流到地导致温度上升效率降低。
【在 H***F 的大作中提到】
: 为什么会出现同时关掉上下管？
: 会出现同时导通上下管吗？
:
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
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l**l
发帖数: 94 | 16 M4改成PMOS会有问题吗？
Vboot
【在 c********r 的大作中提到】
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
: 关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
: 就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
: Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
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l******C
发帖数: 93 | 17 感觉你所有的MOS管都是bulk接在source上对吧？
看你改进电路，如果你把M1去掉，岂不是一样工作？在改进电路里，M1是一个工作在
tride region 的管子，加不加上有影响吗？
Vboot
【在 c********r 的大作中提到】
: 前段时间我负责设计一块电源功率器件的驱动芯片，被要求在别人以前的设计基础上修
: 改，大模块不变，但要把电流尽可能降低，同时由单相改为多相并增加一些新的功能。
: 其中有一个电荷泵电路，原理图如下。当控制输入为高时，Cpump（由5V工艺的MOS管做
: 的电容）的下端接地，上端被充电到（5-0.6=4.4V）；当输入变为低时，Cpump的下端
: 电压为Vboot， 上端电压为Vboot+4.4V，这样M4开通，将Hi_Gate电压迅速提升到Vboot
: 而打通上管。该设计已经产品化，在一般情况下工作正常，没发现什么问题。
: 但我在异常仿真时发现有一个很严重的问题：当电感电流boosting的时候（也就是上管
: 关掉下管开通时，电感电流通过下管流到地。如果这时突然同时关掉上下管，电感电流
: 就将通过上管的寄生二极管（bulk diode）流到Vin，SWITCH node 的电压就跳变到(
: Vin+0.6V)，同时电感电流还将通过M0（这时候是导通的）和M1的寄生二极管（bulk
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