高效率、低功耗的離線式開(kāi)關(guān)電源控制器芯片的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，便攜式電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展促進(jìn)了電源管理芯片需求的增長(zhǎng)，同時(shí)也帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。開(kāi)關(guān)電源以體積小、重量輕和效率高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)等幾乎所有的電子設(shè)備。開(kāi)關(guān)電源控制器的低功耗、高電能轉(zhuǎn)換效率是設(shè)計(jì)者不斷追求的目標(biāo)。本課題針對(duì)開(kāi)關(guān)電源中的離線式控制器進(jìn)行研究，目的是設(shè)計(jì)一款高效率、低功耗的通用離線式開(kāi)關(guān)電源控制器芯片。
　　 本論文提出了一種基于峰值電流模式的離線式開(kāi)關(guān)電源控制器芯片。它采用脈沖寬度調(diào)

2、制(PWM，Pulse Width Modulation)和脈沖跨周期調(diào)制(PSM，Pulse Skipping Modulation)結(jié)合的方法，在反饋電壓處于3.35～4.75V時(shí)采用脈沖寬度調(diào)制，按時(shí)鐘下降沿開(kāi)啟、峰值電流關(guān)斷的方式周期性地輸出控制波形，以保證重載時(shí)系統(tǒng)的高效率和小紋波。在反饋電壓處于4.75～5.5V時(shí)采用脈沖跨周期調(diào)制，停止輸出控制波形，使功率開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)，直到反饋電壓小于4.75V為止，從而減小了功率開(kāi)

3、關(guān)管的開(kāi)關(guān)損耗，保證了輕載時(shí)的高效率。為了降低系統(tǒng)的電磁干擾(Electro Magnetic Interference，EMI)，采用頻率擴(kuò)展的方法，將功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)瞬間迅速變化的電壓和電流的高次諧波平坦化。本芯片采用引腳復(fù)用策略，只有三個(gè)引腳，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便。此外，芯片還具有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、內(nèi)部電流死區(qū)控制、內(nèi)部斜坡補(bǔ)償?shù)裙δ埽煽啃愿?。芯片采用TSMC公司的0.6μm BCD信號(hào)工藝實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果表明，芯片可實(shí)現(xiàn)

4、脈沖寬度調(diào)制和脈沖跨周期調(diào)制及相互之間的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。用于鋰電池充電器時(shí)，可實(shí)現(xiàn)恒壓充電和恒流充電及兩種模式之間的平穩(wěn)過(guò)渡。用于電源適配器時(shí)，具有良好的輸出電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。芯片最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)98％。
　　 論文第一章首先介紹了課題的研究背景、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和意義，然后對(duì)論文的主要工作和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)論文的創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。第二章詳細(xì)敘述了論文的研究?jī)?nèi)容，著重分析了離線式開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制模式、功耗來(lái)源和電