單片開關(guān)電源電流采樣與自供電技術(shù)研究.pdf

1、本課主要研究電流模式AC-DC單片開關(guān)電源芯片,將電流采樣和片內(nèi)供電模塊、高壓功率管、低壓控制電路集成到同一芯片中,最終封裝后得到僅有EN/UV、BP、D、S四個(gè)端腳的單片開關(guān)電源芯片。該單片開關(guān)電源芯片適用于反激式(Flyback)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),應(yīng)用于手機(jī)充電器、PC待機(jī)、TV待機(jī)等場(chǎng)合。本文所論述的電流采樣與動(dòng)態(tài)自供電系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)芯片內(nèi)部功率開關(guān)管工作電流準(zhǔn)確地采樣和芯片的動(dòng)態(tài)自供電功能。該系統(tǒng)具有采樣準(zhǔn)確、功耗低、最簡(jiǎn)外圍電路、低應(yīng)

2、用成本、寬電壓輸入范圍(85V-265V)、可調(diào)整電流采樣比等特點(diǎn)。在應(yīng)用時(shí)動(dòng)態(tài)自供電系統(tǒng)利用芯片外接的0.1μF電容作為能量存儲(chǔ)單元,為芯片提供工作電源,簡(jiǎn)化了反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)難度并降低了成本。在對(duì)目前常用的電流采樣和供電方法進(jìn)行分析比較的基礎(chǔ)上,本文提出了該電流采樣和自供電系統(tǒng)的架構(gòu),同時(shí)并對(duì)其工作原理、工作流程做了詳細(xì)地分析闡述。其中,電流采樣功能由功率開關(guān)管(LDMOS)、SensorFET、前沿閉鎖電路實(shí)現(xiàn);自供電功能由線

3、欠壓、過壓欠壓、5.8V調(diào)整器、主控門等幾部分構(gòu)成,電流采樣與系統(tǒng)自供電功能通過SensorFET緊密關(guān)聯(lián)。線欠壓模塊作為芯片可選功能,利用2M?電阻實(shí)現(xiàn)了芯片母線的線欠壓檢測(cè)功能;過壓欠壓模塊主要檢測(cè)工作時(shí)芯片BP端0.1μF電容的電壓,將其過壓(＞5.8V)、欠壓(＜4.8V)信號(hào)送至5.8V調(diào)整器;5.8V調(diào)整器主要根據(jù)過壓、欠壓等信號(hào)產(chǎn)生控制電容充電信號(hào);主控門模塊根據(jù)欠壓、熱保護(hù)、自動(dòng)重啟等信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部高壓LDMOS(＞

4、700V)的導(dǎo)通和關(guān)斷;SensorFET在功率管開啟時(shí),完成電流采樣功能,在功率管關(guān)斷時(shí),做為一個(gè)高壓電流源,提供BP端外接電容的充電電流。上述子模塊將實(shí)現(xiàn)芯片的電流采樣與自供電功能。分析了線欠壓、過壓欠亞、調(diào)整器、主控門子電路模塊后,給出其仿真并作出分析,再對(duì)電流采樣和系統(tǒng)自供電功能進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真并作出總結(jié)。其中對(duì)動(dòng)態(tài)自供電系統(tǒng)重點(diǎn)進(jìn)行了分析,針對(duì)其在有無(wú)線欠壓電阻、各種占空比以及最壞情況等工作條件下的系統(tǒng)工作波形,給出了合理的分