一種PSM型高效開關(guān)電源控制IC的設(shè)計及軟件仿真.pdf

1、眾所周知，任何電子設(shè)備的工作都離不開高可靠性和高效率的電源。智能功率集成電路（SPIC）作為電子產(chǎn)品的核心技術(shù)在電子設(shè)備的高性能、小型化、高效率方面發(fā)揮了不可替代的作用。集成電路可以分為兩類：一類是用于信息處理的集成電路；另一類是用于功率處理的集成電路，也就是我們通常所說的電源。而電源技術(shù)經(jīng)歷了從線性電源到開關(guān)電源的轉(zhuǎn)變。高頻高效開關(guān)電源成為電源領(lǐng)域研究的熱門話題，因此新型的開關(guān)電源控制器成為了電源領(lǐng)域研究的重點。
　　本文基于某

2、公司700V BCD工藝，設(shè)計了一款集成功率開關(guān)管的高壓高效率離線式開關(guān)電源控制器，可以將市電交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。該轉(zhuǎn)換器采用反激式AC/DC拓撲結(jié)構(gòu)，并且采用簡單的脈沖跳周期(PSM)控制方式，可以實現(xiàn)在整個輸出功率范圍內(nèi)達到恒定的效率，轉(zhuǎn)換效率可以達到75％。此外，在240V交流輸入時，無偏置繞組情況下的空載功耗小于150mW，有偏置繞組情況下的空載功耗小于50mW。
　　本文首先簡單回顧了電源的發(fā)展歷程，并對BCD

3、工藝做了簡單的介紹，然后介紹了新摩爾定律(More Than Moore)，因為此定律對開關(guān)電源的發(fā)展有重要的指導(dǎo)意義。接下來介紹AC/DC各種拓撲的工作原理，并詳細分析了反激式開關(guān)電源拓撲的工作原理，再根據(jù)跳周期控制的開關(guān)電源的原理和特點，合理地設(shè)計了各個模塊電路，其中包括帶隙基準源、過溫保護、過欠壓保護、振蕩器和電流限制模塊等。然后根據(jù)每個子模塊電路的特殊要求，詳細地分析了它們的功能和設(shè)計過程，并采用HSPICE軟件進行了功能仿真，

4、仿真結(jié)果顯示基本上達到了設(shè)計的要求。最后給出芯片的整體版圖設(shè)計以及測試結(jié)果。
　　該轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為100V到240V，輸出電壓為5V，峰值輸出電流為1A。轉(zhuǎn)換器固定工作頻率為132KHz，并在此基礎(chǔ)上有8KHz的頻率抖動以消除電磁干擾。簡單的開關(guān)控制模式及逐周期的電流限制，省去了環(huán)路補償，提供了很好的環(huán)路穩(wěn)定性和很高的可靠性。該轉(zhuǎn)換器可廣泛應(yīng)用于手機或無繩電話、PDA、數(shù)碼相機、MP3和便攜式音頻設(shè)備、剃須刀等使用的充電器