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一种基于原边反馈的AC-DC电源管理芯片设计

陆婷  
【摘要】:电源在人们的日常生活和工作中起着极其重要的作用,然而,科技飞速发展的今天,人们对电子产品的要求日益提高,当今时代正大力提倡低碳环保的社会理念,新型、节能、高效的电源迎合着时代发展的脉搏,开关电源凭借其优异的特性取代了传统的线性稳压电源,成为当今电源运用芯片的主流。 结合公司具体项目,设计了一款节能环保的AC-DC电源管理芯片。设计采用的是基于原边反馈的单端反激、隔离式、电流PWM调制开关电源。系统中无需光电耦和器、精密稳压源TL431和X/Y电容,、大幅度降低了系统成本,可普遍适用于充电器、电源适配器等低功率、节能的场合。该芯片主要功能电路包括:带隙基准电路、OSC电路、PWM产生电路等。同时,为了使系统稳定安全地工作,芯片内部集成钳位、过压保护、软启动、前沿消隐、软驱动等辅助控制电路。论文首先分析了系统的工作原理,并对主要功能电路进行了电路原理分析,运用Cadence软件对各功能模块的各项指标、参数进行了仿真、分析。接着,进行了整体电路的功能和典型性能参数仿真,仿真结果表明,芯片固定工作频率为50KHz,在轻负载条件下可进入burst工作模式状态,且静态电流仅为20μA,待机功耗为2.81μW。 基于LITEON1.0μm SPDM40V-40V高压BiCMOS工艺,完成了电路版图设计与验证。最后对流片完成的芯片进行了测试,测试结果表明芯片功能及性能指标均已达到设计要求。


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