一种CMOS绿色节能原边检测AC/DC控制器

【摘要】： 随着电子技术的发展,各种电子系统对低功耗的要求越来越高,其中降低电源待机功耗已成为目前最明确的低功耗指标。目前欧美针对空载时的电源损耗都做出了严格的规定:欧洲经济协会(EEC)专门对不同的额定瓦数下的损耗提出了明确的指标,如在2005年1月1日起,输入功率为15W～50W电源系统的待机功耗必须小于0.5W;美国从2001年7月起就规定政府机构不得购买待机功耗超过1W的电器产品,所以低待机功耗电源转换器已成为电源转换器的设计方向。 本论文设计可用于锂电池充电器和低功率AC/DC电源适配器,内部集成高性能一次侧PWM控制器和高压Power MOSFET功率开关,内置专门针对电池充电设计的恒压恒流(CV-CC)控制技术,频率抖动(Frequency Shuffling)技术。该芯片采用电流模脉宽调制控制方案,大大提高了芯片的电源电压和负载变化的瞬态响应性能,本文还设计了内置软启动电路,避免了启动过程的大电流。当负载电路减小时,系统会自动进入BURST MODE状态来提高系统的效率。另外芯片有欠压保护、过压保护、过流保护等多种功能。 本文所设计的AC/DC转换器使得开关电源系统设计中无需光耦、431和X/Y电容,从而最大程度降低了系统成本,是低功率电源适配器、电池充电器和低干扰电源的最佳选择。 整个电路基于1.0μm 40V CMOS工艺设计,基于Hspice完成了整体电路前仿真验证和后仿真,仿真结果表明,支持85-265V全范围交流电压输入,转换效率大于75%,待机功耗小于150mW,完全达到绿色节能的需要。 【关键词】：AC/DC 脉宽调制 原边检测 CMOS 绿色节能
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN432
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 国内外关于AC/DC芯片的研究7
• 1.2 AC/DC芯片的主要特性指标7-8
• 1.3 本论文的主要工作8-11
• 第二章 开关电源拓扑结构概述11-21
• 2.1 非隔离式电路的类型11-12
• 2.1.1 串联式结构11
• 2.1.2 并联式结构11-12
• 2.1.3 极性反转型变换器结构12
• 2.2 隔离式电路的类型12-15
• 2.2.1 单端正激式12-13
• 2.2.2 单端反激式13
• 2.2.3 推挽式13-14
• 2.2.4 全桥式14
• 2.2.5 半桥式14-15
• 2.3 单端反激式变压器原理15-16
• 2.4 单端反激式变压器的工作方式16-17
• 2.5 单端反激变压器的设计17-21
• 2.5.1 已知参数17
• 2.5.2 计算17-21
• 第三章 开关电源的控制方式21-25
• 3.1 反激式开关电源控制基本原理21-22
• 3.2 输出直流电压隔离取样反馈外回路22-23
• 3.3 初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路23-25
• 第四章 芯片的设计要求及指标25-31
• 4.1 锂离子电池快速充电技术25-27
• 4.2 AC/DC的芯片特点及指标27-31
• 4.2.1 芯片特点27
• 4.2.2 芯片设计参数指标27-28
• 4.2.3 芯片的外围电路图28
• 4.2.4 芯片的引脚及功能描述28-29
• 4.2.5 变压器的设计29-31
• 第五章 系统的电路设计31-59
• 5.1 芯片内部电路原理框图31
• 5.2 电源保护电路31-35
• 5.2.1 欠压锁定电路32-33
• 5.2.2 欠压锁定电路的测试33-35
• 5.3 电源产生电路35-39
• 5.3.1 内部电源产生电路35-36
• 5.3.2 内部带隙基准和偏置电流产生电路36-38
• 5.3.3 内部基准电压产生电路38-39
• 5.4 振荡器产生电路39-47
• 5.4.1 电压比较器39-40
• 5.4.2 振荡器的工作模式40
• 5.4.3 锯齿波电路的产生设计40-43
• 5.4.4 振荡器频率修调电路43
• 5.4.5 频率抖动电路43-44
• 5.4.6 振荡器充放电电流设定电路44-47
• 5.5 软启动电路47-49
• 5.6 前沿消隐电路49-50
• 5.7 脉宽调整逻辑控制输出电平转换电路50-51
• 5.8 输出驱动电路51-53
• 5.9 误差放大器53-56
• 5.10 脉宽调制逻辑控制56-59
• 第六章 芯片整体电路仿真59-63
• 6.1 触发模式转换时GATE引脚的波形59
• 6.2 反馈电压控制下的振荡器的频率59-60
• 6.3 误差放大器输出信号的仿真60
• 6.4 芯片工作仿真60-63
• 第七章 芯片测试结果63-67
• 7.1 芯片主要指标测试63-64
• 7.2 芯片管脚波形图64-66
• 7.3 测试结论66-67
• 结束语67-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

一种PSM型高效开关电源控制IC的设计及软件仿真    薛学范

用于LED驱动的原边调制反激式控制器的设计    区舜贤

等离子（水介质）切焊机电源部分的研制    张凯

高频电源变压器磁芯的设计原理    王耕福

电源模块输入软启动电路的设计    田龙中 ,李卫东

基于FPGA的IGBT触发信号发生器    林峰;段雄英;

基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计    吴江;

谐振技术的应用研究    张吉亮;

基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制    袁一鸣;江明;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

非连续电流模式移相并联降压变换器的特性    蔡昌友;张娜;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

开发LSI DAC新品的技术综述    成立,李彦旭,李春明,刘斌,汪洋

改进型脉宽调制DC/DC变换芯片的实现    胡黎强,林争辉,李晓庆

基于主动均衡技术的电动汽车电池管理系统    傅尧;潘博;郑百祥;

基于UC3875的移相全控逆变桥的开关电源设计    齐磊;席自强;郑利枝;

多次级高压变压器的简化等效模型    冉汉政;钱祖东;

合理运用教学评价,促进电力电子技术课程教学改革    丁卫红;

直流变换器三电平拓扑及其控制专题教学探讨    马运东;吴春旺;

基于LabVIEW的三相SPWM信号发生器    刘春;宫维;

电力电子变压器在电力系统中的应用与发展    闫媛媛;

迁钢2250热轧生产线低压谐波治理研究与实践    刘文斌;李冰;于洪喜;朱俊祥;

NCP1203中控制模块的设计与仿真    桑多鹏;

基于嵌入式技术的手持式智能超声检测仪的研制    陈新波;孙金立;袁英民;张海兵;

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究    王前

质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究    詹跃东

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

电力塔无线传感器网络监测系统关键技术研究    陈少华

在线圈中心测量磁场垂直分量的频率域电磁测深方法研究    谢维

磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究    周海波

广域电磁测深仪关键技术研究    蒋奇云

开关型YAG脉冲激光电源系统的研究    赵航

半导体激光器智能化电源设计    赵鹏

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

绝缘子直流绝缘电阻测量系统的研究与设计    王辉

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计    梁保锋

基于混沌映射的逆变器脉冲频率调制技术研究    张洪义

基于DSP的全数字永磁同步电机伺服控制器的研究    郭轶祎

水源井储量预估系统的研究与实现    马文龙

基于MCU控制的逆变电源的设计与实现    冯建卿

大功率LED驱动器的研究与设计    居大鹏

降压变换器片内集成软启动电路设计    袁冰;来新泉;李演明;叶强;贾新章;

高频电源变压器磁芯的设计原理    王耕福

PSM开关变换器的平均模型与特性分析    罗萍,李肇基,熊富贵,陈光

IGBT驱动电路研究    刘力涛;

电力电子装置强制风冷散热方式的研究    杨旭,马静,张新武,王兆安

一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计    衡耀付;陈富军;

新型多功能反激式开关电源设计    张厚升;赵艳雷;

功率电子散热技术    张雪粉;陈旭;

从更快到更好——恩智浦半导体的新摩尔定律(More-than-Moore)(上)    René Penning de Vries;

从更快到更好——恩智浦半导体的新摩尔定律(下)    René Penningde Vries;

集成稳压电路系统鲁棒性与快速响应研究    李演明

微波功率模块中行波管灯丝电路和控制保护电路的研制    李文

冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析    王广

高性能电镀电源研制    李忠桥

一种优化PSM控制电路的设计    冯勇

大功率LED散热研究及散热器设计    张雪粉

小型高效风光互补电源的研究    曹阳

四轴联动开放式数控切割机控制系统研究    田国华

基于BCD工艺的高压高效率DC/DC转换器设计    刘楠

回转式空气预热器刷式密封技术及铝蜂窝密封技术制造工艺研究    俞龙

高频智能大功率开关电源的研究与设计    李孟阳

多路输出单端反激式开关电源设计    杨立杰;

改进型脉宽调制DC/DC变换芯片的实现    胡黎强,林争辉,李晓庆

一种CMOS脉宽调制功率放大器的设计    赵春波,吴玉广,张骥

CMOS硅集成压力传感器    Tsutomu Ishihara ,蔡永才

模拟器件天地    

性能超过晶体的CMOS时钟    郑

主板为何不认“芯”    石钟贤

CMOS图像传感器的最新进展及应用    程开富

单片CMOS功率放大器Si4300    

基于CMOSens技术的智能化湿度/温度传感器    沙占友,张晓明

Nonlinearity Analysis of CMOS LNA based on Volterra Series    

不同粒子辐射条件下CMOS器件电离辐射损伤效应研究    刘超铭;李兴冀;耿洪滨;

CMOS图像传感器在视频监控系统中的应用    高焕;童玲;

数字电路实验中CMOS器件的应用探讨    苏利;

CMOS工艺兼容红外焦平面阵列的设计及制作    明安杰;陈大鹏;欧文;王玮冰;何伟;刘占峰;

新型CMOS栅极堆栈结构及材料——21世纪对微电子工业的巨大挑战(英文)    周治平;

CMOS图像传感器在可见光遥感中的应用研究    王顺义;晏磊;赵红颖;

CMOS技术按比例缩小及对老化的影响    王锦阳;

用于可植入式医疗电子的无线CMOS SoCs    吕学士;

CMOS集成电路异常漏电失效机理分析    李兴鸿;史君;赵俊萍;赵春荣;董亚宁;

CCD、CMOS：谁将主宰潮流    

CMOS电池的放电技巧    陕西 何兴明

轻松玩转CMOS    马大光

新型CMOS开关去抖器MAX6816及应用    江苏 鲁思慧

不可忽视的CMOS问题    宋德军

CMOS和TTL电路的特点、区别及使用注意事项    成都 李平

通用CMOS/TTL逻辑和时钟探头    子良 摘译

CMOS SoC解决方案出炉    记者 孙文博/北京

CMOS中几项设置项的含义    

AMD发布世界速度最快的CMOS晶体管    

16位高速CMOS流水线模数转换器关键技术研究    赵磊

全差分光电集成接收机的研究与标准CMOS工艺实现    余长亮

CMOS线性射频功率放大器的研究    金博识

Si基应变三维CMOS关键技术研究    舒斌

便携式电子设备用高效率、多模式、多输出电源管理芯片的研究与设计    陈东坡

标准CMOS工艺硅基LED器件设计及实验分析    杨广华

硅基应变CMOS研究与设计    屈江涛

90nm CMOS器件强场可靠性研究    马晓华

基于CMOS图像传感器的多光谱遥感成像系统几个关键问题研究    罗斌

微光CMOS图像传感器关键技术研究    朱天成

液晶显示器背光的冷阴极荧光灯控制芯片设计    金鹏

一种CMOS绿色节能原边检测AC/DC控制器    尹伟科

0.6μm CMOS 622Mb/s高速分接器设计    钱立旺

基于CMOS图像传感器的成像技术与处理方法研究    梁飞

前均衡CMOS光电集成接收机的理论研究与设计    余长亮

CMOS毫米波功率放大器研究及设计    吴国峰

CMOS图像传感器测试方案研究    姚瑞亭

多模多频收发机中CMOS正交变频器的设计和实现    胡骁

采用新型CMOS的光散射法颗粒测量研究    张传武

CMOS低噪声放大器的设计与优化    黄晓华