【摘 要】
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随着社会经济与科技的发展,节约能源的议题已经越来越受关注。电源作为供电装置,是电子工业的基础产品,也是节约能源的重要环节。现在对开关电源芯片提出了更高的要求。主要
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随着社会经济与科技的发展,节约能源的议题已经越来越受关注。电源作为供电装置,是电子工业的基础产品,也是节约能源的重要环节。现在对开关电源芯片提出了更高的要求。主要包括,在更大的输入电压范围内能够提供稳定的输出电压,在全负载范围内高效率工作,以及体积更小,功率密度更高等等。本文针对上述需求,设计了一种多模式准谐振开关电源控制器芯片。
准谐振模式、脉冲宽度调制模式(PWM)、脉冲频率调制模式(PFM)、绿色模式都只有在特定的负载情况下才具有高效率,为了利用上述四种模式的相对高效率,论文设计的一种准谐振多模式AC/DC控制芯片。通过对负载的判断来决定模式的选择,当负载变化时,芯片根据反馈电压的大小,自动切换工作模式,从而可以在全负载段下实现高效率的AC/DC转换。本文对开关电源基本原理及各个模式的特点进行了分析。
为了实现多模式控制,芯片共包含基准源、模式钳位、电压钳位、错误检测、软启动、输出驱动、准谐振检测、振荡器、导通时间控制模块。对其中主要模块的设计过程和仿真结果进行阐述。
整个系统及其电路利用0.35微米40V BCD工艺进行设计。Cadence Spectre的仿真结果表明,设计的芯片能工作正常,实现了所有工作模式,并能在各个模式、各个工作状态间切换。在较大的输入电压范围内,提供稳定的输出电压,在全负载段范围内高效率工作的预期设计目标均已实现。
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