高效率、低功耗的離線式開關(guān)電源控制器芯片的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，便攜式電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展促進了電源管理芯片需求的增長，同時也帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。開關(guān)電源以體積小、重量輕和效率高等特點被廣泛應(yīng)用于手機、電腦、數(shù)碼相機等幾乎所有的電子設(shè)備。開關(guān)電源控制器的低功耗、高電能轉(zhuǎn)換效率是設(shè)計者不斷追求的目標。本課題針對開關(guān)電源中的離線式控制器進行研究，目的是設(shè)計一款高效率、低功耗的通用離線式開關(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時采用脈沖寬度調(diào)制，按時鐘下降沿開啟、峰值電流關(guān)斷的方式周期性地輸出控制波形，以保證重載時系統(tǒng)的高效率和小紋波。在反饋電壓處于4.75～5.5V時采用脈沖跨周期調(diào)制，停止輸出控制波形，使功率開關(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

3、關(guān)管的開關(guān)損耗，保證了輕載時的高效率。為了降低系統(tǒng)的電磁干擾(Electro Magnetic Interference，EMI)，采用頻率擴展的方法，將功率開關(guān)管開關(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，只有三個引腳，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用方便。此外，芯片還具有過壓保護、欠壓保護、短路保護、內(nèi)部電流死區(qū)控制、內(nèi)部斜坡補償?shù)裙δ?，可靠性高。芯片采用TSMC公司的0.6μm BCD信號工藝實現(xiàn)。仿真結(jié)果表明，芯片可實現(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，可實現(xiàn)恒壓充電和恒流充電及兩種模式之間的平穩(wěn)過渡。用于電源適配器時，具有良好的輸出電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率。芯片最高轉(zhuǎn)換效率可達98％。
　　 論文第一章首先介紹了課題的研究背景、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和意義，然后對論文的主要工作和整體結(jié)構(gòu)進行了說明，最后對論文的創(chuàng)新點進行了總結(jié)。第二章詳細敘述了論文的研究內(nèi)容，著重分析了離線式開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)、控制模式、功耗來源和電