[发明专利]高精度可编程电压软启动电路

说明书

本发明提出一种高精度可编程电压软启动电路，现场可编程门阵列FPGA信号连接数字电位器,参考产生电路中的参考电压VREF经数字电位器连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的同相输入端经分压电阻接地，第一运算放大器的反相输入端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端，输出电压依次经第一电阻、第二电阻接地，第一电阻和第二电阻之间连接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的反相输入端经校正器电路连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输出端信号连接脉宽调制器。本发明的有益效果为：可以实现电压软启动时间可编程设计以及输出电压软启动时间高精度设计。

技术领域

本发明涉及半导体器件分析技术领域，特别是涉及一种高精度可编程电压软启动电路。

背景技术

随着半导体器件制造技术、电力电子技术的发展和复杂自动测试的需求，常规的电压-电流(IV)测量和电容-电压(CV)测量已经无法满足半导体器件测试需求，需要高精度大电流脉冲源来测试其动态性能特性。

常用的直流输入大电流脉冲源框图，如图1所示：由DC-DC变换、脉冲产生、控制电路、驱动隔离电路、采样电路、辅助电源和人机接口组成。框图中有三个关键的电路：DC-DC变换、脉冲产生和控制电路，特别是DC-DC变换电路提供了整个输出的激励功率，在设计时通常采用大容量储能电容，来提高大电流脉冲的输出能力。但是大容量储能电容的使用，给DC-DC变换器的启动带来很大的困难。在DC-DC变换电路设计时，通常是利用PWM芯片的软启动引脚连接电容来实现软启动。常用的PWM芯片软启动内部部分电路，如图2所示：在引脚8连接有电容来实现输出电压软启动，软启动时间由外接电容、恒流源充电电流和电压参考(VREF)决定，由于连接电容误差、电压参考精度问题和PWM芯片内部恒流源的精度问题，造成输出电压软启动时间的高精度设计困难，以及无法实现输出电压软启动时间的可编程设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度可编程电压软启动电路，解决电压软启动时间不能进行编程设计和输出电压软启动时间高精度设计困难的问题。

本发明提供一种高精度可编程电压软启动电路，包括现场可编程门阵列FPGA、可变电阻产生电路、参考产生电路、误差放大电路和脉宽调制电路，可变电阻产生电路包括数字电位器及可变电阻产生电路外围电路,现场可编程门阵列FPGA信号连接数字电位器,参考产生电路包括第一运算放大器，参考产生电路中的参考电压VREF经数字电位器连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的同相输入端经分压电阻接地，第一运算放大器的反相输入端连接第一运算放大器的输出端，误差放大电路包括第二运算放大器，第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端，输出电压依次经第一电阻、第二电阻接地，第一电阻和第二电阻之间连接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的反相输入端经校正器电路连接第二运算放大器的输出端，脉宽调制电路中包括脉宽调制器及脉宽调制外围电路，第二运算放大器的输出端信号连接脉宽调制器。

进一步的，数字电位器的CLK端、SDI端、端和端分别连接现场可编程门阵列FPGA。

进一步的，可变电阻产生电路外围电路中，数字电位器的CLK端、SDI端、端和端分别经第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻连接电源。

进一步的，可变电阻产生电路外围电路中，数字电位器的电源端连接电源，电源经第一电容接地。

进一步的，分压电阻为精度是0.1％的精密电阻。

进一步的，第一运算放大器的电源引脚连接电源，电源经第二电容接地。

进一步的，第二运算放大器的同相输入端经第三电容接地。

进一步的，校正器电路包括第四电容、第五电容和第七电阻，第二运算放大器的反相输入端一路经第四电容、第七电阻连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的反相输入端另一路经第五电容连接第二运算放大器的输出端。