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一种恒流/恒压输出AC-DC控制器设计

作　者: 吴欣瑞
导　师: 朱樟明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 开关电源 恒流/恒压 频率抖动 脉冲宽度调制
分类号: TM571
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 366次
引　用: 1次
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内容摘要


随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高,电能变换已经成为应用最广泛的技术。本文是以参加西安民展微电子有限公司的一种AC-DC开关电源管理芯片设计项目为背景的。本文首先详细的介绍了AC-DC开关电源系统的基本工作原理和控制模式,为实现管理芯片的设计做了充分的理论准备,然后根据设计要求提出了详细的设计方案,最后对方案完成了电路实现。芯片内集成了控制电路和保护电路,可广泛的应用于小功率反激式原边反馈模式的开关电源系统中。该芯片采用了电流反馈脉宽调制的控制方案,恒流/恒压工作模式,大大提高了系统的响应性能和工作效率。振荡器工作过程中同时启动频率抖动电路,以降低整个电路的EMI。整个芯片的设计包括了带隙基准电源、软启动、误差放大器、振荡器、频率抖动、PWM逻辑控制、过欠压保护等内部模块电路,并在最后一章给出了整体系统的测试结果。该芯片基于SinoMOS 1.0μm CMOS工艺设计,基于Cadence Spectre完成了各个模块的仿真验证。测试结果表明,电路功能和性能指标均已达到设计要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 开关电源及其分类  7-9
    1.1.1 什么是开关电源  7
    1.1.2 开关电源的分类  7-9
  1.2 开关电源的现状及发展趋势  9-10
  1.3 论文的主要工作  10-13
第二章 开关电源IC的概述  13-27
  2.1 开关电源的基本原理和工作流程  13-14
    2.1.1 开关电源的基本原理  13
    2.1.2 开关电源的工作流程  13-14
  2.2 开关电源的控制方式  14-19
    2.2.1 开关电源控制信号的调制方式  14-17
    2.2.2 开关电源控制方式  17-19
  2.3 开关电源工作模式  19-27
    2.3.1 反激式PWM变换器  19-24
    2.3.2 正激式PWM变换器  24-27
第三章 单片AC-DC开关电源IC设计  27-33
  3.1 AC-DC开关电源的基本原理  27-28
  3.2 系统设计要求  28-29
  3.3 系统的工作原理  29-31
  3.4 芯片内部结构设计及工作原理  31-33
第四章 模块电路的设计及仿真  33-63
  4.1 过压、欠压、内部电源电路  33-36
    4.1.1 过压保护控制信号产生电路  33-34
    4.1.2 欠压锁定控制信号产生电路  34
    4.1.3 内部电源产生电路  34-35
    4.1.4 过压、欠压、内部电源电路整体仿真结果  35-36
  4.2 带隙基准电路  36-41
    4.2.1 带隙基准和偏置电流产生电路相关理论  36-38
    4.2.2 带隙基准和偏置电流产生电路  38-39
    4.2.3 内部基准电压产生电路  39-41
  4.3 软启动电路  41-42
  4.4 误差放大器  42-45
    4.4.1 误差放大器  42-44
    4.4.2 误差放大器应用电路  44-45
  4.5 前沿消隐电路  45-46
  4.6 振荡器电路  46-52
    4.6.1 振荡器基本原理  46-47
    4.6.2 振荡器电路  47-50
    4.6.3 频率变化控制电路  50-52
    4.6.4 burst模式控制电路  52
  4.7 频率抖动  52-55
    4.7.1 频率抖动相关理论  52-53
    4.7.2 频率抖动电流调节电路  53-54
    4.7.3 频率抖动控制信号变化电路  54-55
    4.7.4 带频率抖动的振荡器输出波形  55
  4.8 PWM逻辑控制电路  55-59
    4.8.1 PWM逻辑电路结构  55-56
    4.8.2 PWM逻辑工作原理  56-58
    4.8.3 输出电流电压变化及可调节输出功率  58-59
  4.9 软驱动电路  59-63
    4.9.1 电平转换电路  59
    4.9.2 软驱动电路  59-63
第五章 测试结果与分析  63-67
  5.1 主要参数测试结果  63-64
  5.2 测试波形图  64-65
  5.3 测试波形的分析  65-67
结束语  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-74

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电器 > 控制器、接触器、起动器、电磁铁 > 控制器
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