文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
开关电源PWM控制器芯片设计
姓名:谢福波
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:吴晓波
20060512
摘要制回路。在系统设计完成之后,在岫ひ障路挚樯杓屏诵随着电子信息产业的飞速发展和对节能要求的不断提高,现代开关电源的应用日益广泛,发展迅速。开关电源技术结合了开关变换器理论、集成电路和功率半导体技术的先进成果,具有体积小、重量轻、效率高、可靠性好等显著优点,己成为现代电源技术的主流。论文在研究开关电源技术发展现状基础上,提出一种峰值电流控制开关电源刂菩酒纳杓啤J紫榷孕酒墓ぷ髟砗拖统构成进行了研究和分析,包括开关电源变换器的整个主回路和控片内部各个功能块,包括运算放大器,基准电压源,振荡器,比较器和保护电路等,完成了具体电路的设计,给出了所有的电路图。各功能块经抡嫜橹ぞ汛锏剿ㄖ副辍R源斯钩傻南统亦已通过仿真验证,仿真结果与预期结果相符,表明电路的主要设计功能已经实现。最后,完成芯片的总体版图规划和部分版图的设计。关键词:刂疲怂惴糯笃鳎嫉缪乖矗竦雌鳎冉掀鞅护电路工艺浙江大学硕士学位论文
晌阰瓵。.甀陀,,琽川,蓆,¨瑃.¨,¨.,
⋯,浙江大学顺士学位论文
本文的主要工作图猯元一控制电路实现集成化。年国外首先研制成脉宽调制刂破骷傻的高速尽龀迤德实髦芯片,典型产品有、。率转换电路进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。反馈控制电路为脉冲宽度调制器主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前己集成化,制成了各种开关电源专用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时问比例,以达到稳定输出电压的目的。开关电源的功率调整器件处于开关工作状态。作为开关而言,导通时,压降很小,几乎不消耗能量,关断时漏电流很小,也几乎不消耗能量,所以开关电源的功率转换效率可达%以上。开关电源的滤波电感的体积和重量也因为工作频率提高而减小,所需的滤波电容也减小。“多年来,集成开关电源沿着集成化方向发展,首先是对开关电源的核心单路,美国摩托罗拉公司、硅通用公司、尤尼德公司等相继推出一批篗芯片,典型产品有,,。年代以来,国外又研制出开关频率达本文的主要工作是设计开关电源的控制芯片,该集成电路采用ぷ鞣绞剑需要较少的外部元件即能构成完整的开关电源,工作频率,并具有过流保护功能。浙江大学硕士学位论文
第二章刂菩酒脑刂菩酒图如图所示,反馈电路由两部分组成:输出电压>裳缏未画出第一章介绍开关电源的背景、现状和发展趋势,同时介绍了开关电源的原理,并对本文的章节进行安排。第二章介绍开关电源控制电路的原理和基本结构。第三章介绍控制电路各个子电路原理,所设计的具体电路和功能仿真。第四章介绍工艺流程,器件结构,子电路的版图。第五章总结该电路的设计工作。电流控制的际跏且恢中掠钡目刂萍际酰暧擅拦鶥咎岢觥8技术有不同路线方案来实现,其共同特点是:利用电感电流的反馈直接去控制功率开关的占空比,以实现峰值电流对电压反馈的跟踪。得到反馈电压蠢〉轿蟛罘糯笃鞯姆聪蚨耍嫉缪箄。加至误差放大器同向端,构成常规的电压反馈,即电压外环:由电阻I霞觳獾玫降牡缌鞣蠢⌒藕臮。和误差放大器的输出7直鸺又罰州比较器同向端和反向端,构成了电流内环。颈冉掀魇涑黾又链シ⑵鞯腞端,时钟振荡器从讼蛩嫫魇涑鲆幌盗泻愣频率的时钟信号。当功率管导通时,随着电流的增大电流检测信号灰餐痹大,直到同5缪瓜嗟仁盤州比较器输出高电平,使锁存器输出转为低电平,功率管关断。时钟振荡器输出的稳定时钟信号通过锁存器控制着三极管的通断。浙江大学硕士学位论文
电流型控制系统原理框图如图。每隹9刂芷谪⑹迹墒敝有图图以变换器为例,给出平均电流控制的电路框图,电流给定由此可以看出,由于引入了电流反馈,对输出电压有前馈调节作用,提高了系统的动态响应。由于电感电流直接跟随误差电压的变化,输出电压就可以很容易的得到控制。电流内环还使开关电源变换器易于实现并联运行,有利于实现变换器的模块设计。电流控制际跤泻芏嘤诺悖绲缪沟髡屎茫夯芈肺榷ㄐ院茫负载响应快:功耗小:有较好的并联能力等等。“电流型控制分为峰值电流控制、平均电流控制和滞环电流控制。逯档缌骺刂峰值电流控制是最常用的电流型控制方式。以变换器为例,峰值号シ⑵鳎9豓纪ǎ钡缌鱥。,的检测信号峰值达到电流给定值赐饣返缪沟鹘谄鞯氖涑时,触发器翻转,开关关断。因此只要系统中电流稍有变化,占空比可以较快产生调节作用,使输出电压接近给定。峰值电流型『刂频挠诺闶牵合耸涑雎瞬ǖ绺性谙低炒ǖ莺产生的极点,使系统传递函数由二阶降为一阶,解决了系统有条件的环路稳定性问题;具有良好的线性调整率和快速的动态响应;固有的逐个丌关周期的峰值电流限制,简化了过载保护和短