文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
具有自动重启功能的DC-DC变换器控制电路的设计
姓名:朱国军
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:李肇基
20060501
摘要猤,档偷绱鸥扇∞叻醇开关电源系统由于其具有高效率、高可靠性、体积小和抗干扰能力强等优点,流极限控制模式相结合的双环控制模式,使开关电源在不同负载,尤其是轻负载是影响仿真精度的首要因素。本文简要介绍了低压艿幕灸P筒问奶崛。使得开关电源变换器电路成为国内外广泛研究的对象。本文设计了一种具有自动重启功能的开关电源变换器电路,该开关电源变换器将耐压的高压功率偷脱箍刂频缏芳稍谕恍酒希眉虻サ耐馕У缏芳纯晒钩筛咝的开关电源系统;采用跨周期调制模式.,和电下都具有高效率;具有自动重启、过温、过流和过压/欠压等多重保护功能:采用频率抖动技术。该交换器电路的主要设计指标为:最大输出功率,空载时芯片的功耗低于,开关频率为,最大占空比为%,热保护温度妗电路仿真是集成电路设计中的重要环节,仿真时所用的器件模型参数的精度采用曲线拟合的方法,通过对器件仿真的数据进行拟合得到这些参数。在电路设计中,本文首先分析了开关电源电路的基本拓扑结构和髦颇式,接着对开关电源变换器进行了系统的原理分析并设计了总体框图,然后详细设计了振荡器电路,热保护电路,自动重启计数器电路和主控门逻辑等子电路并进行了功能仿真。振荡器电路产生一个频率在附近抖动的矩形波作为整个电路的时钟信号。热保护电路在芯片温度高于媸惫囟瞎β蔐以保护芯片不被烧坏。在对过热保护电路深入分析后,设计了一个电路来实现室温下检测过热保护电路是否正常工作的功能。自动重启计数器电路使电路的保护功能更加完善,并在自动重启时降低振荡器频率以降低芯片的静态功耗。主控门电路实现各子电路对功率淖钪湛刂撇⑶β使堋在完成子电路的仿真和整体电路的功能仿真后,利用砑教ń了接体电路的版图设计和,验证。关键词:开关电源变换器,跨周期调制,德识抖问崛騟
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签名:。圜睾巢丑率日期:妒关于论文使用授权的说明独创性声明日期:乃嘭年拢本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:导师签名:
第一章引言开关电源变换器的国内外动态电源是利用电能转换技术将市电或电池等一次电能转换成适合各种电子设备的二次电能的系统或装置,是电子工业的基础产品。近年来中国信息产业的快速电源设计技术的发展经历了从线性调整器到开关变换器的过程。线性调整器的特点是输出电压比输入电压低,输出纹波较小,工作时产生的噪声低,但是效率较低,发热量大绕涫谴蠊β实缭,间接地给系统增加热噪声。现在经常看的低压差线性调整器ず隠褪俏A私饩鲂饰侍舛鱿的。开关电源变换器克服了线性调整器发热量大。效率低的缺点,并且不需要体大笨重的工频变压器,显著地减小了开关电源系统的体积和重量。从八十年代末起,为了缩小开关电源的体积,提高功率密度,工程师们首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起。但这种努力结果是缩小了体积,却降低了电源的效率。因为当时的开关速度还不够快,大幅提高频率会使的开关损耗和驱动损耗大幅度增加,导致发热增多,效率低下。于是工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。虽然软开关技术模式比较多,然而从工程实用角度看仅有两项是开发成功且一直延续到现在。一项是司的有源筘位砜9丶际酰硪幌罹褪蔷攀甏醯娜乓葡鄗软开开关电源变换器电路的技术研究主要有以下几个方面:常规的刂票浠黄鞴ぷ髟谟部9刈刺拢捎诳9卦<姆抢硐胄裕状态变化需要一个过程即开关元件上的电压和电流不能突变,因此,电压和电流在变化过程中产生了交叉重叠。导致了开关元件的开关损耗,随着开关频率的上升,一方面开关管的开关损耗会增加,降低开关电源的效率,另一方面,大的开关电压电流应力咀及高的,和拗屏薖变换器的高频化发展删,而且会产生严重的电磁干扰肷】。软开关技术是功率变换器得以高频化的重发展,成为了电源产业发展的强大推动力。关技术‘”