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选择最佳的电压基准源

摘要：电压基准源简单、稳定的基准电压，作为电路设计的一个关键因素，电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题，如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。

几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源，它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。例如：

?在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。

?在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。

?在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。

要求什么样的指标取决于具体应用，本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。

理想情况

理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。

基准源的类型

两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。

齐纳二极管和并联拓扑

齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域，因为击穿电压相对比较稳定，可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围，2V到200V。它们还具有很宽范围的功率，从几个毫瓦到几瓦。齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求，而且，很难胜任低功耗应用的要求。例如：BZX84C2V7LT1，它的击穿电压，即标称基准电压是2.5V，在2.3V至2.7V之间变化，即精确度为±8%，这只适合低精度应用。

齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。上例中器件的内部阻抗为5mA时100Ω和1mA时600Ω。非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化。选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这一效应。埋入型齐纳二极管是一种比常规齐纳二极管更稳定的特殊齐纳二极管，这是因为采用了植入硅表面以下的结构。作为另一种选择，可以用有源电路仿真齐纳二极管。这种电路可以显著改善传统齐纳器件的缺点。MAX6330就是一个这样的电路。负载电流在100μA至50mA范围变化时，具有1.5%(最大)的初始精度。此类IC的典型应用如图1所示。

输出温度系数为零。正温度系数是由于运行在不同电流水平上两个V BE

的差异产生的；负温

度系数来自于V BE电压本身的负值温度系数(见图2)。

在实际应用中，两个温度系数之和并不精确为零。这依赖于很多设计细节，如IC电路设计、封装和制造测试等，这些器件通常可以实现每摄氏度5至100ppm的V OUT温度系数。

图2.带隙电压基准源

采用并联还是串联结构一般由应用和希望达到的性能决定。表1是并联结构的齐纳基准与串联结构的带隙基准的对照表。

表1.电压基准对照表

h a t Zener-Shunt Topology Buried Zener-Shunt Topology

Band-Gap-

Series

Topology

P r o' s

?Wide/high V IN capable

?Best for non-power critical

applications due to higher I QUIESCENT

(1mA to10mA)

?>1%FS initial accy.

?Wide/high V IN capable

?Best for non-power critical

applications due to higher I QUIESCENT

(1mA to10mA)

?0.01%to0.1%FS initial Accy

?Typically

lower V IN

range

?Low

quiescent

current(μA to

~1mA)

?No ext

resistor

?Lower

I QUIESCENT

?0.05%to

1%FS initial

accy

?Low

dropout

voltages

C?Current is always used?Higher I QUIESCENT than bandgaps?Limited V IN

o n' s ?Requires external resistor

?Lower precision

?Can only sink current

?High dropout voltage

range

?Pass

element

losses

G o t

c h a' s ?Long-term stability

?Not all series devices sink

current

?Not all

series devices

sink current

系统设计问题和基准源的选择

功耗

如果设计中等精确度的系统，比如一个高效率、±5%电源或者是需要很小功率的8位数据采样系统，可以使用MAX6025或MAX6192这类器件。这两个器件都是2.5V的基准源，最大消耗电流为35μA。它们的输出阻抗非常低，因此基准电压几乎完全不受I OUT影响。

供出和吸入电流

另一个指标是基准源供出和吸入电流的能力。大多数应用都需要电压基准源为负载供电，当然，要求基准源有能力提供负载所需的电流。它还需要提供所有的Ibias或漏电流D 这些电流之和有时会超过负载电流。ADC和DAC所需要的典型基准源电流在几十微安(如MAX1110)至10mA(最大值，如AD7886)。MAX6101-MAX6105系列基准源能提供5mA电流，吸入电流2mA。对于较重负载，可选择MAX6225/MAX6241/MAX6250系列基准源，它们能提供15mA的供出和吸入电流。

温漂

温漂通常是一个可校准的参数。它一般是可重复性的误差。通过校准或从以前得到的特性中查找取值可以实现这一误差的修正。校准对于高分辨率系统是非常有用。对一个16位系统，如果要在整个商用温度范围(0°C至70°C，以25°C为基准点)保持精度在±1LSB以内，该基准源的漂移必须小于1ppm/°C，ΔV=1ppm/°C x5V x45°C)=255μV。相同的温度漂移扩展到工业温度范围下只能适用于14位系统。

噪声

噪声通常是随机热噪声，也可能包含闪烁噪声和其它的寄生噪声源。对于低噪声应用MAX6150、MAX6250和MAX6350是很好的选择，其噪声性能分别为35μV，3μV和3μV P-P 所有这些对测量引入的噪声都小于1LSB。可以用多次采样然后取平均的方法减小噪声，其代价是增加了处理器的工作负担、提高了系统的复杂度和成本。

输出电压温度迟滞

该参数定义为在参考温度下(25°C)由于温度连续偏移(从热到冷，然后从冷到热)所引起的输出电压的变化。这一效应将导致负面影响，因为它的幅度直接与系统所处环境的温度偏移成比例。在许多系统中，这种误差一般不具有可重复性，受IC电路设计和封装的影响。例如，3引脚SOT23封装的MAX6001，温度迟滞典型值为130ppm。而采用更大尺寸、更稳定的封装，比如SO-8的MAX6190，该参数值只有75ppm。

长期稳定性

这个参数定义为电压随时间的变化，它主要是由封装或系列器件中的管芯应力或离子迁移引起的。注意保持电路板的洁净度，这也是一个影响长期稳定性的因素，尤其是它会随温度和湿度的变化而变化，这一影响有时比器件内在稳定性的影响还要大。长期稳定性通常定义在25°C参考温度下。

总结

任何系统设计的难点都在于在成本、体积、精确度、功耗等诸多因素的平衡与折衷。为具体设计选择最佳基准源时需要考虑所有相关参数。有趣的是，很多时候选用较贵的元件反而使系统的整体成本更低，因为它可以降低制造过程中补偿和校准的花销。

ADC选择最合适的基准电压源和放大器

如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器主题: 驱动精密ADC：如何为您的ADC选择最合适的基准电压源和放大器? 在线问答: [问：callhxw] 如何评定一颗ADC非线性？丢码？ [答：Jing] you can use ADC"s INL and DNL parameter to evaluate the non-linearity and you can also use ENOB parameter to check code loss. Thanks!Generally ENOB releated with ADC"s SNR [2006-2-28 10:32:08] [问：吉星] 在差分输入时，不考虑直流，使用差分放大器和变压器哪个更好．[答：Mariah] Transformer is better for the better noise and distortion performance, especially in very high frequencies. [2006-2-28 10:32:14] [问：Jane Yang] 请问应如何处理板级噪声对于高精度AD的影响？特别是输入部分的噪声？ [答：Jing] This is a good question and it"s very difficult to answer. Generally, You should consider all the input noise derived from sensor/AMP/BUFFER. You can also use a LPF to reduce the input noise. Remember the BGP of AMP should be 100x of ADC"s throughput. Thanks! [2006-2-28 10:34:30] [问：石林艳] AD变换的参考基准源很重要，对模拟供电电源和数字供电电源的要求也很高吗 [答：Rui] 模拟供电电源，和数字供电电源相对基准源来说，精度要求相对较低，一般情况下用10uF的电容和0.1uF滤波即可。 [2006-2-28 10:34:31] [问：zcs_1] 请解释一下，分辨率和转换精度之间的区别 [答：Mariah] For conversion accuracy, it involves many aspecs. For example, INL, DNL, offset, gain error. [2006-2-28 10:34:46] [问：Leemour] 對不起能否講一下什麼是：RAIL TO RAIL，這個我一直不太明白。 [答：Xiangquan] 轨到轨指输入轨到轨，或输出轨到轨，具体指的是输入信号或者输出信号的范围基本接近于电源，譬如电源是+-5V，输入信号或输出信号可以达到+-4.9几V以上 [2006-2-28 10:35:25] [问：jlwg] 很多种adi的a/d转换器件都自带有标准电压源，请问是使用器件自带的标准电压源好还是另外使用独立的标准电压源更精确？另外使用ad7710时，每次转换通道后的第一次转换结果是否是有效的？ [答：Troy] Use an independant reference to get the highest accuracy and lowest temperature drift. It depends on how much accuracy your application needs over temperature. [2006-2-28 10:37:14] [问：xwlcba] 您提到驱动AD的运放增益带宽积要求大于100倍采样速率,请问对运放的转换速率有何具体要求? [答：Troy] To get the lowest distortion (THD), we recommend using an amplifier with at least 100x gain-bandwidth product greater than the sample rate. [2006-2-28 10:39:36] [问：bly1979m] 本人最近做了一个项目用于精确测量温度的，就用到了这两种器件！请推荐几款贵司产品？并说说它的大概价格是多少？ [答：Jing] It"s depend on the accuracy of your system requirement. I am

带隙基准电压源的设计

哈尔滨理工大学软件学院课程设计报告课程大三学年设计题目带隙基准电压源设计专业集成电路设计与集成系统班级集成10-2 班学生唐贝贝学号1014020227 指导老师董长春 2013年6月28日

目录一.课程设计题目描述和要求………………………………………… 二.课程设计报告内容………………………………………………… 2.1课程设计的计算过程…………………………………………. 2.2带隙电压基准的基本原理……………………………………. 2.3指标的仿真验证结果…………………………………………. 2.4 网表文件……………………………………………………… 三.心得体会……………………………………………………………四．参考书目………………………………………………………….

一．课程设计题目描述和要求1.1电路原理图： (1).带隙基准电路 (2).放大器电路

1.2设计指标放大器：开环增益：大于70dB 相位裕量：大于60度失调电压：小于1mV 带隙基准电路：温度系数小于10ppm/C ? 1.3要求 1>手工计算出每个晶体管的宽长比。通过仿真验证设计是否正确，是否满足指标的要求，保证每个晶体管的正常工作状态。 2>使用Hspice 工具得到电路相关参数仿真结果，包括：幅频和相频特性（低频增益，相位裕度，失调电压）等。 3>每个学生应该独立完成电路设计，设计指标比较开放，如果出现雷同按不及格处理。 4>完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件，包括所有仿真电路的网表，仿真结果。 5>相关问题参考教材第六章，仿真问题请查看HSPICE 手册。二. 课程设计报告内容由于原电路中增加了两个BJT 管，所以Vref 需要再加上一个Vbe ，导致最后结果为(ln )8.6M n β??≈，最后Vref 大概为1.2V ，且电路具有较大的电流，可以驱动较大的负载。 2.1课程设计的计算过程 1> M8，M9，M10，M11，M12，M13宽长比的计算设Im8=Im9=20uA (W/L)8=(W/L)9=20uA 为了满足调零电阻的匹配要求，必须有Vgs13=Vgs6 ->因此还必须满足(W/L)13=(Im8/I6)*(W/L)6 即(W/L)13/(W/L)6=(W/L)9/(W/L)7 取(W/L)13=27 取(W/L)10=(W/L)11=(W/L)13=27 因为偏置电路存在整反馈，环路增益经计算可得为1/(gm13*Rb)，若使环路

一种用于高速高精度ADC的电压基准源设计

0引言随着集成电路规模不断扩大，尤其是芯片系统集成技术的提出，对模拟集成电路基本模块(如A／D、D／A转换器、滤波器以及锁相环等电路)提出了更高的精度和速度要求，这也就意味着系统对其中的基准源模块提出了更高的要求。用于高速高精度A DC的片内电压基准源不仅要满足A DC精度和采样速率的要求，并应具有较低的温度系数和较高的电源抑制比，此外，随着低功耗和便携的要求，A DC也在朝着低压方向发展，相应的基准源也要满足低电源电压的要求。本文分析了基准源对流水线A DC精度的影响，并建立了相应的模型，确定了高速高精度A DC对电压基准源的性能要求。给出了基于1.8 V的低电源电压，并采用结构简单的VBE非线性二阶补偿带隙基准源的核心电路，该补偿方式可以实现较低的温度系数，能满足高速高精度A DC的要求。箝位运放采用一种低噪声两级运算放大器，该运放可提供小于0.02 mV 的失调电压，因而保证了基准源的补偿精度。为了提高基准源的电源抑制比，本文除采用常用的共源共栅电流镜技术以外，还设计了一种简单有效的电源抑制比提高电路，从而使得基准源的电源抑制比有了较大提高。 1 电压基准源影响的建模分析在Pipelined A DC系统中，基准源的主要作用是为子A DC提供比较电平，同时为MD A C提供残差电压。差分基准电压源发生偏移会导致子A DC比较电平和MDA C残差电压发生变化。而通过引入冗余位矫正技术可大大减小差分基准电压源所引起的比较电平变化对系统指标造成的影响，但是，MDA C残差电压变化的影响却无法消除，系统的转移特性曲线仍将会发生变化，从而造成系统指标下降。其中基准电压源的偏移主要来源于温度和电源电压的影响。下面分析基准电压源温度漂移特性对DNL的影响。一般情况下，实际相邻输出与理想相邻输出之间的偏差可以表示为：对于首级精度为3.5位的12位A DC，在-40℃～85℃的温度范围内，对温度要求最严格的比较器一般要求基准电压源的最大温漂不超过(7／8)V diff。根据下列两式：可以得到DNL对基准电压源温度系数的要求，即温度系数T C≤6.84 ppm／℃。式中，V T0为室温25℃时的基准电压值。

110KV变电站设计,110kv,35kv,10kv,三个电压等级

第1章原始资料及其分析绪论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂，降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。原始资料待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。电压等级变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。 110kV ：2回 35kV ：5回(其中一回备用) 10kV ：12回(其中四回备用) 变电站位置示意图：

电压基准芯片的参数解析及应用技巧

电压基准芯片的参数解析及应用技巧电压基准芯片是一类高性能模拟芯片，常用在各种数据采集系统中，实现高精度数据采集。几乎所有电压基准芯片都在为实现“高精度”而努力,但要在各种不同应用场合真正实现高精度，则需要了解电压基准的内部结构以及各项参数的涵义，并要掌握一些必要的应用技巧。电压基准芯片的分类根据内部基准电压产生结构不同，电压基准分为：带隙电压基准和稳压管电压基准两类。带隙电压基准结构是将一个正向偏置PN结和一个与VT（热电势）相关的电压串联，利用PN结的负温度系数与VT的正温度系数相抵消实现温度补偿。稳压管电压基准结构是将一个次表面击穿的稳压管和一个PN结串联，利用稳压管的正温度系数和PN结的负温度系数相抵消实现温度补偿。次表面击穿有利于降低噪声。稳压管电压基准的基准电压较高(约7V)；而带隙电压基准的基准电压比较低，因此后者在要求低供电电压的情况下应用更为广泛。根据外部应用结构不同，电压基准分为：串联型和并联型两类。应用时，串联型电压基准与三端稳压电源类似，基准电压与负载串联；并联型电压基准与稳压管类似，基准电压与负载并联。带隙电压基准和稳压管电压基准都可以应用到这两种结构中。串联型电压基准的优点在于,只要求输入电源提供芯片的静态电流，并在负载存在时提供负载电流；并联型电压基准则要求所设置的偏置电流大于芯片的静态电流与最大负载电流的总和，不适合低功耗应用。并联型电压基准的优点在于，采用电流偏置，能够满足很宽的输入电压范围，而且适合做悬浮式的电压基准。电压基准芯片参数解析安肯（北京）微电子即将推出的ICN25XX系列电压基准，是一系列高精度，低功耗的串联型电压基准，采用小尺寸的SOT23-3封装，提供1.25V、2.048V、2.5V、3.0V、3.3V、4.096V输出电压,并提供良好的温度漂移特性和噪声特性。

电压基准源的选择

电压基准源的选择在DAC和DAC里面都有电压基准源，它可以是芯片内部提供的基准也可以是外接的电压基准芯片。基准源的类型两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。选择依据如下表：并联结构的齐纳基准与串联结构的带隙基准的对照表。表1.电压基准对照表齐纳二极管缺点: 1)精确度达不到高精度应用的要求，而且，很难胜任低功耗应用的要求。例如： BZX84C2V7LT1，它的击穿电压，即标称基准电压是2.5V，在2.3V至2.7V 之间变化，即精确度为±8%，这只适合低精度应用。 2)齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。上例中器件的内部阻抗为5mA 时100Ω和1mA时600Ω。非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化。选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这一效应。所以在高精度应用的场合通常用带隙基准源。如14bit，210MSPS（刷新速率 UpDate Rate）的DAC9744内部就带一个2.1V的带隙基准源。

AD9744内部基准源配置 AD9744外部基准源配置 AD9744基准源配置管脚（这个是AD9742的基准源配置管脚，AD9744的我怀疑错了，AD9742是与AD9744同系列的，一样管脚，只是AD9742是12bit，AD9744 16bit） REFLO——内部参考基准源地端。当使用内部1.2V参考基准源时，接AGND。当使用外部参考源时，接AVDD REFIO——参考基准源输入输出/输入端。 REFLO=AVDD，内部参考基准源无效，REFIO用作外部参考基准源输入。 REFLO=AGND=ACOM，REFIO用作内部基准源1.2V输出（100nA），REFIO 接0.1μF接ACOM(AGND)。

用户自用发电厂升压站额定电压选择

用户自用发电厂升压站额定电压选择摘要：电压等级一般由系统容量和输送距离确定，当电压等级确定后，额定电压选取1.05U（U为系统标称电压）还是1.1U就成了设计时必须考虑的问题。本文笔者结合工程项目实例，分析规范条文，研究电压配合的原则，对用户自用发电机组升压站额定电压的选择进行了细致的论述，得出了用户自用发电厂升压站额定电压应按1.05U选择的结论，并提出了变压器电压选择时配合的一般原则。关键字：自用电厂升压站额定电压 1.05U 引言发电机升压站二次电压额定值一般取1.1U（U为系统标称电压），但对于用户自用发电厂升压站因其电量是以自用为主，就地消化，额定电压的选择会有更多的限制条件。 1．工程项目实例 1.1项目情况某钢铁厂，共设110kV、35kV、10kV、6kV、0.38/0.22kV五个电压等级。建厂初期电源取自供电公司35kV电网，后经扩建主供电源取自供电公司110kV电网。厂内电力网规划拟淘汰现有35kV电网接入点，全厂由110kV系统供电。 1.2新建自用机组接入钢铁厂拟利用高炉煤气发电，建设65MW自用发电站一座，发电机机端电压10.5kV，考虑经变压器升压至35kV后并网运行。结合厂内电力网规划，钢厂拟改造110kV变电站内1#主变，增加35kV绕组用于发电机并网。 1.3并网额定电压设计（1）常规电压设计常规设计时，发电机升压变高压侧额定电压按设计规范[1][2]选择应为38.5kV，即1.1U。当隔离出发电机组、升压变以及110kV并网变压器，孤立来看发电并网系统时，机组升压后采用38.5kV电压，是没有问题的。（2）按常规设计存在的问题此处发电机组为用户自用机组，发电量以自用为主，考虑现有35kV系统或未来扩建的35kV系统（用户端系统，额定电压为35kV），此处采用38.5kV的额定电压将引起一系列问题。根据文献[3] 第4.3条，我国35kV电压等级的标称电压为35kV，设备最高运行电压为40.5kV。各类电气设备的绝缘均按正常35kV最高40.5kV设计。如强行将35kV系统额定电压提高至38.5kV，那么35kV电力设备（开关、变压器、电缆等）将长期处于1.1倍过电压运行状态。同时，随着35kV母线电压的升高，35kV系统下的降压变压器二次电压也将会提升。据计算，35kV电压升至38.5kV后，该厂35kV系统下干熄焦6kV母线电压将会由6.3kV提升至6.9kV，计及分接头的作用，6kV母线电压波动范围将是 6.6- 7.3kV。而6kV母线上的西门子干熄焦风机变频器的过电压保护动作值为 6.5kV，此时变频器将因过电压保护动作而跳闸。 1.4用户自用发电厂升压站额定电压选择由上述分析可知，用户自用发电厂升压站额定电压应按1.05U选择。 2．额定电压配合关系分析各种电气设备的额定电压的配合原则是：以用电设备的额定电压为参考，即

三相多功能标准源技术参数

三相多功能标准源技术参数概述多功能标准源，是基于高速32位DSP、大规模可编程逻辑阵列FPGA、高速高精度AD、DA转换电路以及高保真功率放大器构成的新一代高精度交直流标准源。BRT330系列适用于各种电压、电流、功率、相位、频率等电参数设备的检测和校正，是电力部门、计量部门、质检部门、科研单位、高等院校及电能表配电终端、用电管理、负荷控制、电能质量、无功补偿装置等生产研发企业。多功能标准源特性 1、将系统、测试和信号产生集成在一个模块上，产品集成度高，故障率低，体积小，重量轻，响应速度快，效率高，可靠性高，功能强，输出功率大，标准源输出。 2、输出交直流电压、电流、相位和功率均为高精度、高稳定度标准源，软件校准。各项输出均采用动态负载自动调整技术,降低了负载调整率。 3、采用高速交流采样、高速数字信号处理器（32位DSP）、大规模可编程逻辑阵列FPGA、大功率集成功放、嵌入式计算机系统设计而成，亮景电子生产的标准源将系统、测试和信号高度集成，体积小，重量轻，可靠性极高，功能性极强。

4、可广泛用于检测各种数字仪表、指示仪表、电能表、互感器、数字测控装置、变送器、交流采样装置、负控终端、用电管理终端、集中器、无功补偿控制器及其他电子产品的各项指标。 5、可软件校准输出电压、电流、相位和功率，各项输出均采用动态负载自动调整技术,降低了负载调整率。软硬件PID控制、设置点一次到位。 6、集交直流源输出、电能表测量、变送测量于一体，方便快捷。既能显示相位矢量，又能直观的显示电压、电流的时域波形。 7、可叠加输出2-63次任意多次的谐波，同时显示各次谐波的幅度和初始相位。谐波显示一目了然并能自行设定谐波配方，一键启动。 8、界面显示采用大屏幕高清全彩液晶屏,面板按键操作简单人性化设计、全拼汉字输入系统,备有多种通信接口，通信协议开放，用户可自行编程控制仪器进行二次开发。 9、三相电压之间、三相电流之间、各相电压和电流之间可任意移相，完善的过流、过压、过热、短路、开路、过载保护，丰富的外设接口，便与上位机实现数据交换和人机。技术参数交流电压输出量程设定：57.7V、100V、220V、380V、自由档(可设定值的档位)

低压基准电压源电路的版图设计_毕业设计

摘要集成电路版图是集成电路系统与集成电路工艺之间的中间重要环节，集成电路版图设计是指把一张经过设计的电路图转变为用于集成电路制造的光刻掩膜版图形，再经过相应的工艺加工制造出能够实际应用的集成电路芯片。版图设计的优劣直接影响电路生成的芯片的成品率及可靠性。而集成电路中的基准电压源可以在温度和电压不断变化的环境中保持相对稳定的参考电压,基准电压源的性能直接影响到整个系统的精度和性能。因此,低压基准电压源版图设计具有非常有意义。本文基于Cadence软件版图设计平台,采用的是XiYue 3um 40V Bipolar Design Rule。设计的版图元件包括NPN、PNP、二极管、电阻、电容。本次设计的主要目的是熟练使用cadence版图设计软件，熟悉电路知识和版图设计规则，掌握基本元器件的内部结构及版图画法，学会布局布线及其优化，从而掌握版图设计方法。本次设计的版图顺利通过DRC和LVS验证，表明本版图设计符合要求。关键词 cadence软件,版图设计,TL431 Subject: The Layout Design of Low-voltage reference voltage source circui Specialty: Microelectronics Name:Yuan XiaoWei (Signature)＿＿＿＿ Instructor:Liu ShuLin (Signature)＿＿＿＿ Abstract The IC layout is in the middle of an essential link between the IC system

带隙基准源电路和版图设计

论文题目：带隙基准源电路与版图设计摘要基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具及对设计的版图进行验证。本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃，输出电压为2.5V及1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。关键字：BiCMOS，基准电压源，温度系数，版图 I

Subject: Research and Layout Design Of Bandgap Reference Specialty: Microelectronics Name: Zhong Ting (Signature)＿＿＿＿Instructor: Liu Shulin (Signature)＿＿＿＿ ABSTRACT The reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified. This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory. This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements. Keywords: BiCMOS，band gap , temperature coefficient, layout II

带隙电压基准源的设计与分析

带隙电压基准源的设计与分析摘要介绍了基准源的发展和基本工作原理以及目前较常用的带隙基准源电路结构。设计了一种基于Banba结构的基准源电路，重点对自启动电路及放大电路部分进行了分析，得到并分析了输出电压与温度的关系。文中对带隙电压基准源的设计与分析，可以为电压基准源相关的设计人员提供参考。可以为串联型稳压电路、A／D和D／A转化器提供基准电压，也是大多数传感器的稳压供电电源或激励源。基准源广泛应用于各种模拟集成电路、数模混合信号集成电路和系统集成芯片中，其精度和稳定性直接决定整个系统的精度。在模／数转换器(ADC)、数／模转换器(DAC)、动态存储器(DRAM)等集成电路设计中，低温度系数、高电源抑制比(PSRR)的基准源设计十分关键。在集成电路工艺发展早期，基准源主要采用齐纳基准源实现，如图1(a)所示。它利用了齐纳二极管被反向击穿时两端的电压。由于半导体表面的沾污等封装原因，齐纳二极管噪声严重且不稳定。之后人们把齐纳结移动到表面以下，支撑掩埋型齐纳基准源，噪声和稳定性有较大改观，如图1(b)所示。其缺点：首先齐纳二极管正常工作电压在6～8 V，不能应用于低电压电路；并且高精度的齐纳二极管对工艺要求严格、造价相对较高。 1971年，Widlar首次提出带隙基准结构。它利用VBE的正温度系数和△VBE的负温度系数特性，两者相加可得零温度系数。相比齐纳基准源，Widlar型带隙基准源具有更低的输出电压，更小的噪声，更好的稳定性。接下来的1973年和1974年，Kujik和Brokaw分别提出了改进带隙基准结构。新的结构中将运算放大器用于电压钳位，提高了基准输出电压的精度。以上经典结构奠定了带隙基准理论的基础。文中介绍带隙基准源的基本原理及其基本结构，设计了一种基于Banba结构的带隙基准源，相对于Banba结构，增加了自启动电路模块及放大电路模块，使其可以自动进入正常工作状态并增加其稳定性。 1 带隙基准源工作原理由于带隙电压基准源能够实现高电源抑制比和低温度系数，是目前各种基准电压源电路中性能最佳的基准源电路。为得到与温度无关的电压源，其基本思路是将具有负温度系数的双极晶体管的基极-发射极电压VBE与具有正温度系数的双极晶体管VBE的差值△VBE以不同权重相加，使△VBE 的温度系数刚好抵消VBE的温度系数，得到一个与温度无关的基准电压。图2为一个基本的CMOS带隙基准源结构电路。

基本知识介绍_电压等级的划分及电压等级的选择--转载

基本知识介绍 ———电压等级的划分及电压等级的选择汤继东 1.电压等级的划分 1.1中低压电压等级低压系统标称电压见表1。表1　低压系统标称电压(V) 50HZ 我国标准I EC推荐标准 60HZ 220/380230/400120/240(单相三线)277/488 380/660400/690347/600 1000600 在低压系统中,国外有的采用240/415V,如果采用I EC推荐标准230/400V系统,对于我国及使用240/415V的国家来说,在过渡期内,只要调一下电力变压器的接头即可,而电气设备也不必作改动,完全能适应新系统的要求。中压系统的标称电压见表2。表2　交流50HZ(60HZ)系统标称电压及设备的最高电压系统标称电压(kV) 系列1系列2 设备的最高电压(kV) 3 3.3 3.6 6 6.67.2 101112 1517.5 202224 3336 3540.2 表2的数据是根据I EC60038给出的数据,我国采用系列1的参数,对于33kV与35kV级,I EC正考虑制定一个统一标准。设备的最高电压实际上规定为设备的额定电压,这里所讲的“设备”,不是指电动机,电动机的额定电压应与系统电压一致,例如在3k V、6k V及10k V 系统中,所用电动机的额定电压也分别为3k V、6k V 及10k V。这里所指“设备”为成套开关柜、熔断器、电压及电流互感器及各种开关设备而言,设备的最高电压或额定工作电压与标称电压系列2相比,一般不高出10%(约为9%),与标称电压系列1相比,一般不高出20%。不论中压还是低压,在我国尚有些电压等级亟需尽快普及与推广。例如,在中压系统中,20kV电压等级应用得不够普遍,笔者认为,作为中压配电, 20kV比10k V优越。由于20kV比10k V电压高一倍,输出同样功率,线路有功损耗只为10kV线路的1/4。在同样的线路电压损失下,输送同样的功率20kV比10k V电压输送距离高出1倍,或者输送距离一样情况下,20kV比10k V输送容量增加一倍。目前推行使用20kV电压系统,不论从技术还是从设备上皆不存在问题,传输电缆有专用此电压等级用的12/20(24)kV级电缆,至于成套中压柜,额定电压35k V级早已成熟。生产20kV系统用的额定电压24k V的成套开关柜更无问题,由于20k V 系统尚无普及,与此相适的额定电压24k V成套开关柜生产厂家很少,但可采用40.5kV开关壳体,作为过渡阶段使用,完全能满足使用要求,不过外形体积大了一些罢了。目前采用660V级标称电压,更没有技术及设信息技术　电气工程应用2009.245

ZH3012交流标准源技术指标

深圳市嘉兆鸿电子有限公司 ZH3012 三相交流标准功率源（0.1%）一、概述 ZH3012 三相交流标准功率源采用高速DSP处理器、高精度A/D转换器，利用大规模可编程逻辑集成电路设计而成,设备功率大小根据用户需求可订制，等级: 0.1%。该仪器精度高，功能完善可靠，长期稳定性好，是目前国内电参数测量的最高性能仪器之一。广泛用于计量院所、军工企业、电力系统等计量部门、试验室作为交流标准功率源。功能特点： 1、采用高精度，高稳定度标准交流电压源、交流电流源，内部软件自校准； 2、设备内部自带交流标准表，确保功率源输出准确可靠。

3、具有谐波输出功能，交流电压、电流能够输出2~31次谐波(含量不大于40%)，谐波相位可以任意设置； 4、采用大功率集成功率放大器件，并具有完善的自我保护功能，运行安全可靠； 5、采用数字移相，相位调节细度为0.01°； 6、输出交流电压、电流实现闭环控制，保证低漂移及年稳定度； 7、各项输出采用动态负载，自动调整，使负载趋于恒定，降低负载调整率； 8、采用大屏幕LCD结合中文菜单显示，全触控屏，操作简单方便、直观；主要技术指标: 电压输出：(相电压0~ 400V) 量程： 100V、220V、380V 1、准确度：优于±0.1%RG 2、稳定度：优于±0.05%/120S 3、失真度：优于0.5%（非容性负载） 4、输出功率：20VA/相 5、调节细度：0.01%RG 6、满负载调整率：小于±0.01%RG 7、满负载调整时间：小于1mS 8、长期稳定性：±100PPM/年电流输出：（0~20A）量程：100mA、200mA、500mA、1A、2A、5A、10A、20A 1、准确度：优于±0.1%RG 2、稳定度：优于±0.05%/120S 3、失真度：优于0.5%（非容性负载） 4、输出功率：20VA/相 5、调节细度：0.01%RG 6、满负载调整率：小于±0.01%RG

110KV变电站设计,110kv,35kv,10kv,三个电压等级

第1章原始资料及其分析 1.1 绪论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂，降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。

基准电压源设计及选用介绍

基准电压源设计及选用介绍通常我们选用稳压二极管作为基准电压源，这是最简单、也是最传统的方法，按照所需电压值选一个对应型号的稳压管当然可以，但选得是否合适、是否最佳，却大有讲究。最基本的电压基准源电路如图1(a)、稳压管的击穿特性如图1(b)所示。由图1(b)可见，不同稳压值的击穿特性并不相同，4V以下稳压管的击穿特性非常“软”(动态电阻可高达100Ω以上)，其端电压随通过电流的不同、变化很大; 而6V以上的特性就非常“硬”、尤以8V左右的特性最硬(动态电阻约4～15Ω)，击穿电压越高动态电阻也越大，例如30V稳压管的动态电阻约为50～100Ω。环境温度变化时稳压管的击穿特性还会产生漂移。6V以下的稳压管具有负温度系数、温度升高时稳压值减小。击穿电压越低则负温度系数越大，例如3V 稳压管的温度系数约为-1.5mV/℃;6V以上为正温度系数、温度升高时稳压值增大，击穿电压越高的温度系数越大，例如30V稳压管的温度系数约为33mV/℃; 而6V左右稳压管的温度系数最小、且在正负之间变化。因而在允许情况下应尽可能选用击穿特性较硬、温度系数最小的6V稳压管。这类稳压管的另一个缺点是同一型号管子其击穿电压的离散性很大，例如2CW1为7～8.5V、2CW5 为11.5～14V，要想挑出合适电压值的管子是非常困难的。但如果对稳压值要求不高、电路又比较简单的场合，选用普通稳压管还是合适的。如需要很低的基准电压，要求不高、而又不希望增加成本时，也可利用二极管的正向特性做为约0.7V的稳压管使用。笔者曾用图示仪对大量二极管的正向特性做过观察，发现稳压管的正向特性相对其它二极管而言最硬，整流管次之、开关管最差，因此可用稳压管正向串联的办法组成0.7V、1.4V、2.1V等的低压基准源，还可以通过改变通过电流的办法微调其端电压值。其温度系数约为-2mV/℃左右。另一类常用的电压基准是采用半导体集成工艺生产的“基准二极管”和“精密电压基准”。“基准二极管”是一个双端单片式器件，其电特性和使用方法等同于稳压二极管，由于设计时已经考虑了动态电阻和温度系数问题，因而其性能(尤其是低电压器件)要比普通稳压管优越得多。例如LM103基准二极管，击穿电

我国电压等级

我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电；我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。 1.电压允许偏差用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下：电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％ (1) 《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：（1）35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5％～－5％；（2）10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％；（3）低压照明用户为额定电压的＋5％～－10％。为了保证用电设备的正常运行，在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后，对各类用户设备规定了如上的允许偏差值，此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。在工业企业中，改善电压偏差的主要措施有三：（1）就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。（2）调整同步电动机的励磁电流，在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流，使其超前或滞后运行，就能产生超前或滞后的无功功率，从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。（3）采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90～0.95，仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差，这就需要分区采用一些有效的办法来解决，采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。 2.公用电网谐波谐波（Harmonic）即对周期性的变流量进行傅里叶级数分解，得到频率为大于1的整数倍基

基准电压源的设计与选用

基准电压源的设计与选用【来源:PCB信息网】【编辑:admin】【时间: 2009-5-31 9:25:55】【点击: 88】基准电压是许多控制或应用电路所必需的，而且电路的控制精度或性能指标在很大程度上取决于基准电压的好坏。对基准电压的基本要求是：在电源电压和环境温度变化时其电压值应保持恒定不变。通常我们选用稳压二极管作为基准电压源，这是最简单、也是最传统的方法，按照所需电压值选一个对应型号的稳压管当然可以，但选得是否合适、是否最佳，却大有讲究。最基本的电压基准源电路如图1(a)、稳压管的击穿特性如图1(b)所示。由图1(b)可见，不同稳压值的击穿特性并不相同，4V以下稳压管的击穿特性非常“软”(动态电阻可高达100Ω以上)，其端电压随通过电流的不同、变化很大；而6V以上的特性就非常“硬”、尤以8V左右的特性最硬(动态电阻约4～15Ω)，击穿电压越高动态电阻也越大，例如30V稳压管的动态电阻约为50～100Ω。环境温度变化时稳压管的击穿特性还会产生漂移。6V以下的稳压管具有负温度系数、温度升高时稳压值减小。击穿电压越低则负温度系数越大，例如3V稳压管的温度系数约为-1.5mV/℃；6V以上为正温度系数、温度升高时稳压值增大，击穿电压越高的温度系数越大，例如30V稳压管的温度系数约为33mV/℃；而6V左右稳压管的温度系数最小、且在正负之间变化。因而在允许情况下应尽可能选用击穿特性较硬、温度系数最小的6V稳压管。这类稳压管的另一个缺点是同一型号管子其击穿电压的离散性很大，例如2CW1为7～8.5V、2CW5 为11.5～14V，要想挑出合适电压值的管子是非常困难的。但如果对稳压值要求不高、电路又比较简单的场合，选用普通稳压管还是合适的。如需要很低的基准电压，要求不高、而又不希望增加成本时，也可利用二极管的正向特性做为约0.7V的稳压管使用。笔者曾用图示仪对大量二极管的正向特性做过观察，发现稳压管的正向特性相对其它二极管而言最硬，整流管次之、开关管最差，因此可用稳压管正向串联的办法组成0.7V、1.4V、2.1V等的低压基准源，还可以通过改变通过电流的办法微调其端电压值。其温度系数约为-2mV/℃左右。另一类常用的电压基准是采用半导体集成工艺生产的“基准二极管”和“精密电压基准”。“基准二极管”是一个双端单片式器件，其电特性和使用方法等同于稳压二极管，由于设计时已经考虑了动态电阻和温度系数问题，因而其性能(尤其是低电压器件)要比普通稳压管优越得多。例如LM103基准二极管，击穿电压分档：1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6V；动态电阻典型值：15Ω/0.13mA、5Ω/3mA、比稳压二极管低约10倍，因而可在比较小的电流(100 uA-1mA)下得到较