一種CMOS綠色節(jié)能原邊檢測AC/DC控制器

【摘要】： 隨著電子技術(shù)的發(fā)展,各種電子系統(tǒng)對低功耗的要求越來越高,其中降低電源待機功耗已成為目前最明確的低功耗指標。目前歐美針對空載時的電源損耗都做出了嚴格的規(guī)定:歐洲經(jīng)濟協(xié)會(EEC)專門對不同的額定瓦數(shù)下的損耗提出了明確的指標,如在2005年1月1日起,輸入功率為15W～50W電源系統(tǒng)的待機功耗必須小于0.5W;美國從2001年7月起就規(guī)定政府機構(gòu)不得購買待機功耗超過1W的電器產(chǎn)品,所以低待機功耗電源轉(zhuǎn)換器已成為電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計方向。 本論文設(shè)計可用于鋰電池充電器和低功率AC/DC電源適配器,內(nèi)部集成高性能一次側(cè)PWM控制器和高壓Power MOSFET功率開關(guān),內(nèi)置專門針對電池充電設(shè)計的恒壓恒流(CV-CC)控制技術(shù),頻率抖動(Frequency Shuffling)技術(shù)。該芯片采用電流模脈寬調(diào)制控制方案,大大提高了芯片的電源電壓和負載變化的瞬態(tài)響應(yīng)性能,本文還設(shè)計了內(nèi)置軟啟動電路,避免了啟動過程的大電流。當負載電路減小時,系統(tǒng)會自動進入BURST MODE狀態(tài)來提高系統(tǒng)的效率。另外芯片有欠壓保護、過壓保護、過流保護等多種功能。 本文所設(shè)計的AC/DC轉(zhuǎn)換器使得開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)計中無需光耦、431和X/Y電容,從而最大程度降低了系統(tǒng)成本,是低功率電源適配器、電池充電器和低干擾電源的最佳選擇。 整個電路基于1.0μm 40V CMOS工藝設(shè)計,基于Hspice完成了整體電路前仿真驗證和后仿真,仿真結(jié)果表明,支持85-265V全范圍交流電壓輸入,轉(zhuǎn)換效率大于75%,待機功耗小于150mW,完全達到綠色節(jié)能的需要。 【關(guān)鍵詞】：AC/DC 脈寬調(diào)制 原邊檢測 CMOS 綠色節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TN432
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 國內(nèi)外關(guān)于AC/DC芯片的研究7
• 1.2 AC/DC芯片的主要特性指標7-8
• 1.3 本論文的主要工作8-11
• 第二章 開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)概述11-21
• 2.1 非隔離式電路的類型11-12
• 2.1.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)11
• 2.1.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)11-12
• 2.1.3 極性反轉(zhuǎn)型變換器結(jié)構(gòu)12
• 2.2 隔離式電路的類型12-15
• 2.2.1 單端正激式12-13
• 2.2.2 單端反激式13
• 2.2.3 推挽式13-14
• 2.2.4 全橋式14
• 2.2.5 半橋式14-15
• 2.3 單端反激式變壓器原理15-16
• 2.4 單端反激式變壓器的工作方式16-17
• 2.5 單端反激變壓器的設(shè)計17-21
• 2.5.1 已知參數(shù)17
• 2.5.2 計算17-21
• 第三章 開關(guān)電源的控制方式21-25
• 3.1 反激式開關(guān)電源控制基本原理21-22
• 3.2 輸出直流電壓隔離取樣反饋外回路22-23
• 3.3 初級線圈充磁峰值電流取樣反饋內(nèi)回路23-25
• 第四章 芯片的設(shè)計要求及指標25-31
• 4.1 鋰離子電池快速充電技術(shù)25-27
• 4.2 AC/DC的芯片特點及指標27-31
• 4.2.1 芯片特點27
• 4.2.2 芯片設(shè)計參數(shù)指標27-28
• 4.2.3 芯片的外圍電路圖28
• 4.2.4 芯片的引腳及功能描述28-29
• 4.2.5 變壓器的設(shè)計29-31
• 第五章 系統(tǒng)的電路設(shè)計31-59
• 5.1 芯片內(nèi)部電路原理框圖31
• 5.2 電源保護電路31-35
• 5.2.1 欠壓鎖定電路32-33
• 5.2.2 欠壓鎖定電路的測試33-35
• 5.3 電源產(chǎn)生電路35-39
• 5.3.1 內(nèi)部電源產(chǎn)生電路35-36
• 5.3.2 內(nèi)部帶隙基準和偏置電流產(chǎn)生電路36-38
• 5.3.3 內(nèi)部基準電壓產(chǎn)生電路38-39
• 5.4 振蕩器產(chǎn)生電路39-47
• 5.4.1 電壓比較器39-40
• 5.4.2 振蕩器的工作模式40
• 5.4.3 鋸齒波電路的產(chǎn)生設(shè)計40-43
• 5.4.4 振蕩器頻率修調(diào)電路43
• 5.4.5 頻率抖動電路43-44
• 5.4.6 振蕩器充放電電流設(shè)定電路44-47
• 5.5 軟啟動電路47-49
• 5.6 前沿消隱電路49-50
• 5.7 脈寬調(diào)整邏輯控制輸出電平轉(zhuǎn)換電路50-51
• 5.8 輸出驅(qū)動電路51-53
• 5.9 誤差放大器53-56
• 5.10 脈寬調(diào)制邏輯控制56-59
• 第六章 芯片整體電路仿真59-63
• 6.1 觸發(fā)模式轉(zhuǎn)換時GATE引腳的波形59
• 6.2 反饋電壓控制下的振蕩器的頻率59-60
• 6.3 誤差放大器輸出信號的仿真60
• 6.4 芯片工作仿真60-63
• 第七章 芯片測試結(jié)果63-67
• 7.1 芯片主要指標測試63-64
• 7.2 芯片管腳波形圖64-66
• 7.3 測試結(jié)論66-67
• 結(jié)束語67-69
• 致謝69-71
• 參考文獻71-72

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