一種綠色節(jié)能的AC-DC開關電源芯片的設計.pdf

1、開關電源因其體積小、質量輕、效率高等諸多優(yōu)點，被廣泛應用于便攜式終端、家用電器、計算機等領域，現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產品。而隨著日趨嚴重的能源危機，開關電源低功耗、高效率的研究已經成為電源領域的重要研究課題。因此，實現(xiàn)綠色節(jié)能的AC-DC開關電源具有極大的現(xiàn)實意義。
　　本課題基于開關電源系統(tǒng)的低功耗研究與設計，設計了一款具有極低待機功耗、較高效率的AC-DC開關電源芯片。該芯片采用原邊反饋技術，可以簡化整體電路，從而具有較小體積

2、和較低的成本。并通過采用高壓啟動電路、準諧振技術、低電源電壓電路和混合調制方式工作以降低功耗和提高效率。同時，芯片具有線纜補償和多種保護功能。本文首先詳細介紹了開關電源反激式和正激式結構的工作原理以及開關電源的控制模式、調制模式，接著闡述了原邊反饋技術與副邊反饋技術的工作機理及特點。
　　其次，著重分析了開關電源系統(tǒng)中功耗的主要來源，并基于限制功耗和效率的因素，給出了相應地實現(xiàn)開關電源低功耗和高效率的幾種方法。包括:采用高壓啟動電

3、路降低啟動電阻上的功耗，設計了低電源電壓電路降低芯片的靜態(tài)功耗，利用經開關電容放大電路放大后的反饋電壓與電容電壓相比較精確檢測諧振谷底位置和運用混合調制模式工作降低開關功耗。接下來提出了芯片內部的結構框架和開關電源系統(tǒng)結構及工作原理。然后，根據(jù)低功耗、高效率的實現(xiàn)方法，對電路關鍵模塊進行了設計。
　　最后，基于CSMC0.5μm CMOS工藝，借助Cadence spectre仿真工具對芯片各模塊電路和整體電路進行了仿真。對流片后