一種綠色節(jié)能的AC-DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、開關(guān)電源因其體積小、質(zhì)量輕、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式終端、家用電器、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。而隨著日趨嚴(yán)重的能源危機(jī)，開關(guān)電源低功耗、高效率的研究已經(jīng)成為電源領(lǐng)域的重要研究課題。因此，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的AC-DC開關(guān)電源具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題基于開關(guān)電源系統(tǒng)的低功耗研究與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一款具有極低待機(jī)功耗、較高效率的AC-DC開關(guān)電源芯片。該芯片采用原邊反饋技術(shù)，可以簡化整體電路，從而具有較小體積

2、和較低的成本。并通過采用高壓啟動(dòng)電路、準(zhǔn)諧振技術(shù)、低電源電壓電路和混合調(diào)制方式工作以降低功耗和提高效率。同時(shí)，芯片具有線纜補(bǔ)償和多種保護(hù)功能。本文首先詳細(xì)介紹了開關(guān)電源反激式和正激式結(jié)構(gòu)的工作原理以及開關(guān)電源的控制模式、調(diào)制模式，接著闡述了原邊反饋技術(shù)與副邊反饋技術(shù)的工作機(jī)理及特點(diǎn)。
　　其次，著重分析了開關(guān)電源系統(tǒng)中功耗的主要來源，并基于限制功耗和效率的因素，給出了相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源低功耗和高效率的幾種方法。包括:采用高壓啟動(dòng)電

3、路降低啟動(dòng)電阻上的功耗，設(shè)計(jì)了低電源電壓電路降低芯片的靜態(tài)功耗，利用經(jīng)開關(guān)電容放大電路放大后的反饋電壓與電容電壓相比較精確檢測諧振谷底位置和運(yùn)用混合調(diào)制模式工作降低開關(guān)功耗。接下來提出了芯片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)框架和開關(guān)電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理。然后，根據(jù)低功耗、高效率的實(shí)現(xiàn)方法，對電路關(guān)鍵模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　最后，基于CSMC0.5μm CMOS工藝，借助Cadence spectre仿真工具對芯片各模塊電路和整體電路進(jìn)行了仿真。對流片后