开关电源中保护电路的研究与设计

【摘要】：开关电源作为现在电源市场的主流产品,越来越受到广大设计师的重视。据统计,开关电源在正常工作时损坏的几率是很小的,损坏一般发生在恶劣环境和突发状况。对芯片进行设计时,在满足芯片的电气特性的同时,必须设计保护电路,以保证芯片在特殊情况下也能安全可靠地工作。本文的主要工作就是对开关电源中保护电路中欠压保护电路和过流保护电路进行研究与设计,主要内容及创新性成果归纳如下：1.传统欠压保护电路由于采用基准电压作为比较电压,因此不能应用于电源最小工作电压较低的情况下,针对传统欠压保护电路存在的不足,提出一款能够应用在电源最小工作电压较低情况的欠压保护电路。该电路运用温度补偿原理,所设计的电路的宽温度范围内,欠压阈值门限随温度漂移较小。2.针对欠压保护电路占用面积相对较大的不足,设计了一款占用面积较小的欠压保护电路。该电路减少了电阻的个数和总体阻值,减小了模块的面积,同时也能够应用于电源最小工作电压较低的情况下。3.针对传统过流保护电路过流阈值门限随温度变化较大的不足,设计了一种随温度漂移小的过流保护电路。该电路采用PTAT电流与具有正温度系数的整流管导通电阻进行补偿,所设计的电路在宽温度范围内,过流门限变化较小。4.对放大器作为比较器使用时的各个指标进行了详细的分析与推导,包括ICMR、 CMRR、PSRR、DC gain、IOV等,同时对各个指标进行仿真。本文采用Hspice及Cadence进行仿真,验证其结果的正确性。