一種采用跨周期調制模式的單片開關電源的設計.pdf

1、單片開關電源具有高效率、高集成度、高性價比、體積小、重量輕、性能好和外圍電路簡單等特點。現(xiàn)已成為開發(fā)電源設備的首選設計方案，具有廣闊的市場價值。 本論文研究課題來源于國家自然科學基金重點項目單片功率系統(tǒng)集成電路(PSoC)的研究(編號：60436030)。論文研究了一種作為PSoC原型電路的四端單片開關電源電路，此電路采用新型的跨周期調制模式，與傳統(tǒng)的脈寬調制模式相比，提高了輕負載下的工作效率；整體控制回路采用電流峰值控制模式。

2、內部集成低壓控制電路和耐壓600V的高壓LDMOS，最大輸出電流可達250mA；此單片開關電源輸出功率小于9W，外圍拓撲結構可采用反激式結構。此開關電源電路擬采用自主設計的BCD(Bipolar、CMOS、DMOS)工藝，可在P型單晶襯底上將低壓控制電路和高壓LDMOS功率器件集成在同一芯片上，并預備在中電24所流片。 論文著重介紹了該單片開關電源電路中部分子模塊：基準源電路、電流極限比較器電路、電流極限狀態(tài)機電路、前沿閉鎖電路

3、和調節(jié)電路?；鶞试措娐凡捎萌苣芟督Y構，電壓、電流基準溫度系數(shù)分別為18ppm/℃和36.2ppm/℃；電流極限比較器和電流極限狀態(tài)機電路相結合，避免了變壓器產(chǎn)生的音頻噪聲；前沿閉鎖電路消除了功率LDMOS管開啟時產(chǎn)生的誤關斷；調節(jié)電路在芯片封裝后可對關鍵參數(shù)調節(jié)，提高了成品率。文章對電路原理進行詳細的分析，同時運用仿真工具HSPICE對電路進行仿真并給出其仿真波形及關鍵參數(shù)，以驗證電路設計的正確性，可行性和精確性。最終子模塊的仿真都達

4、到預定的要求。 在基準源電路的設計過程中，論文采用一階補償帶隙基準源結構，由于其忽略了雙極型晶體管VBE電壓中高階項的影響，因此溫度特性具有一定的局限性。針對一階補償帶隙基準源局限性，論文介紹了帶隙基準源高階補償原理并利用二極管反向電流與溫度的指數(shù)關系對帶隙基準源進行指數(shù)高階補償。通過搭建實際電路進行了理論分析和仿真驗證。仿真結果表明采用高階補償后，帶隙基準源的溫度系數(shù)由22.8ppm/℃減小為7.8ppm/℃。但此電路受工藝影