一種帶頻率抖動及完全集成軟啟動的電源管理芯片的設(shè)計.pdf

1、伴隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備開始應(yīng)用于人類生活中。開關(guān)電源作為不可缺少的一部分存在于各類電器中，而AC-DC開關(guān)電源管理芯片因為其高效率、高集成度、小體積等優(yōu)點得到了廣泛的運用。
　　本課題的目的是設(shè)計一種帶頻率抖動及完全集成軟啟動的電源管理芯片。該芯片的主要特點是自帶頻率抖動功能以降低芯片的EMI和內(nèi)部集成軟啟動電路以降低器件啟動應(yīng)力。同時該芯片內(nèi)部基準模塊提供小溫度系數(shù)的基準電壓和電流，具有多種保護功能，可外部

2、進行流限編程并且具有多種占空比調(diào)制模式。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外開關(guān)電源的研究現(xiàn)狀及開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展趨勢。結(jié)合電源的基本拓撲，著重闡述了Buck-Boost調(diào)整器的工作原理，并引出了本芯片應(yīng)用的反激式AC-DC拓撲。同時介紹了芯片基本內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并分析了芯片外圍應(yīng)用拓撲的工作原理。
　　然后在內(nèi)部模塊設(shè)計中，重點分析設(shè)計了帶軟啟動的頻率抖動模塊。17ms的軟啟動控制降低了器件啟動應(yīng)力，同時限制了輸出過沖。周期為4ms的頻率

3、抖動成功降低了芯片的 EMI。同時設(shè)計了基準、柵驅(qū)動、前沿消隱和熱關(guān)斷模塊。其中在基準模塊中，采用曲率補償技術(shù)產(chǎn)生了溫度系數(shù)為41ppm/℃的基準電壓以及利用分段線性補償技術(shù)產(chǎn)生了89.4ppm/℃的基準電流。利用基準模塊產(chǎn)生的PTAT電流，實現(xiàn)了帶75℃遲滯的熱關(guān)斷設(shè)計。同時利用基準電流對電容的充放電，實現(xiàn)了220ns和600ns前沿消隱時間延遲，防止功率管剛開啟時尖峰電流引起的誤關(guān)斷。柵驅(qū)動模塊通過四個驅(qū)動能力逐級增大的反相器實現(xiàn)了