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文檔簡介
1、開關(guān)電源系統(tǒng)由于其具有高效率、高可靠性、體積小和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),使得開關(guān)電源變換器電路成為國內(nèi)外廣泛研究的對(duì)象。本文設(shè)計(jì)了一種具有自動(dòng)重啟功能的開關(guān)電源變換器電路,該開關(guān)電源變換器將耐壓600V的高壓功率LDMOS和低壓控制電路集成在同一芯片上,利用簡單的外圍電路即可構(gòu)成高效率的開關(guān)電源系統(tǒng);采用跨周期調(diào)制模式(Pulse-cycleSkipModulation,PSM)和電流極限控制模式相結(jié)合的雙環(huán)控制模式,使開關(guān)電源在不同負(fù)載,
2、尤其是輕負(fù)載下都具有高效率;具有自動(dòng)重啟、過溫、過流和過壓/欠壓等多重保護(hù)功能;采用頻率抖動(dòng)技術(shù)(FrequencyJittering,F(xiàn)J)降低電磁干擾(ElectromagneticInterference,EMI)。該變換器電路的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為:最大輸出功率9W,空載時(shí)芯片的功耗低于50mW,開關(guān)頻率為132KHz,最大占空比為65%,熱保護(hù)溫度135℃。 電路仿真是集成電路設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),仿真時(shí)所用的器件模型參數(shù)的精度
3、是影響仿真精度的首要因素。本文簡要介紹了低壓MOS管的基本模型參數(shù)的提取,采用曲線擬合的方法,通過對(duì)器件仿真的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到這些參數(shù)。 在電路設(shè)計(jì)中,本文首先分析了開關(guān)電源電路的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和PSM調(diào)制模式,接著對(duì)開關(guān)電源變換器進(jìn)行了系統(tǒng)的原理分析并設(shè)計(jì)了總體框圖,然后詳細(xì)設(shè)計(jì)了振蕩器電路,熱保護(hù)電路,自動(dòng)重啟計(jì)數(shù)器電路和主控門邏輯等子電路并進(jìn)行了功能仿真。振蕩器電路產(chǎn)生一個(gè)頻率在132KHz附近抖動(dòng)的矩形波作為整個(gè)電路的時(shí)鐘
4、信號(hào)。熱保護(hù)電路在芯片溫度高于135℃時(shí)關(guān)斷功率LDMOS以保護(hù)芯片不被燒壞。在對(duì)過熱保護(hù)電路深入分析后,設(shè)計(jì)了一個(gè)電路來實(shí)現(xiàn)室溫(25℃)下檢測(cè)過熱保護(hù)電路是否正常工作的功能。自動(dòng)重啟計(jì)數(shù)器電路使電路的保護(hù)功能更加完善,并在自動(dòng)重啟時(shí)降低振蕩器頻率以降低芯片的靜態(tài)功耗。主控門電路實(shí)現(xiàn)各子電路對(duì)功率LDMOS的最終控制并驅(qū)動(dòng)功率管。 在完成子電路的仿真和整體電路的功能仿真后,利用Cadence軟件平臺(tái)進(jìn)行了整體電路的版圖設(shè)計(jì)和D
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