本文關鍵詞：反激式開關電源功率MOSFET動態(tài)驅(qū)動電路的設計

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【摘要】：反激式開關電源變換器具有體積小、電路簡單、可靠性好等優(yōu)點,被廣泛應用于小功率電子產(chǎn)品中。當前隨著美國DoEVI六級能效和歐盟EN55022規(guī)范等標準的推出,對變換器的效率和電磁干擾(EMI)等指標的要求越來越高。功率MOSFET驅(qū)動電路與電源變換效率及EMI直接相關,且效率和EMI間存在一定的矛盾和折中關系。本論文將重點研究和設計功率MOSFET的驅(qū)動電路,以優(yōu)化電源變換器的效率及EMI。本文首先分析了反激式開關電源中功率MOSFET驅(qū)動電路的發(fā)展現(xiàn)狀及主要設計方法,并結(jié)合功率MOSFET的開關過程和傳統(tǒng)驅(qū)動電路所體現(xiàn)出來的問題,提出了-種可以提高反激式開關電源變換效率且明顯改善系統(tǒng)EMI特性的動態(tài)驅(qū)動技術。接著研究了模擬和數(shù)字的兩種動態(tài)驅(qū)動方案,兩種方案均可在開關過程的不同階段依據(jù)變換器的負載條件動態(tài)地驅(qū)動功率MOSFET,以兼顧電源的效率和EMI要求。同時依照所提出方案分別設計了對應的具體實現(xiàn)電路,并對電路進行了仿真分析驗證。此外,論文還對動態(tài)驅(qū)動電路的版圖進行了設計以及后仿真。最后對一款本設計電路所在的反激變換器樣機進行了效率測試和EMI測試,并將結(jié)果分別與指標要求和傳統(tǒng)驅(qū)動的變換器樣機的測試結(jié)果進行了對比,驗證了所提出電路的設計效果。仿真驗證表明：變換器輸出重負載和輕負載時,功率MOSFET的導通上升時間分別小于200ns和小于150ns,且關斷下降時間始終小于100ns,在保證快速開關的前提下適應性地改變開關的時間。樣機測試結(jié)果表明：應用動態(tài)驅(qū)動技術的基礎上,5V2A樣機的平均效率大于78.7%,滿足六級能效的要求,且相對于傳統(tǒng)驅(qū)動技術明顯改善系統(tǒng)的EMI,EMI裕度在30MHz～1000MHz測試頻率下均大于6dB。
【關鍵詞】：反激式開關電源 功率MOSFET 驅(qū)動電路 負載 效率 EMI
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN86;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容11
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 功率MOSFET及其驅(qū)動原理13-23
• 2.1 功率MOSFET13-18
• 2.2 功率MOSFET的驅(qū)動原理18-19
• 2.3 功率MOSFET驅(qū)動技術的常見問題19-22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第三章 反激式開關電源功率MOSFET動態(tài)驅(qū)動技術23-33
• 3.1 反激式開關電源控制器的工作原理23-25
• 3.2 功率MOSFET動態(tài)驅(qū)動的設計要求25-27
• 3.3 功率MOSFET的動態(tài)驅(qū)動方案27-30
• 3.4 動態(tài)驅(qū)動的負載檢測原理30-32
• 3.5 小結(jié)32-33
• 第四章 動態(tài)驅(qū)動電路設計與仿真33-53
• 4.1 模擬動態(tài)驅(qū)動電路設計及仿真33-48
• 4.2 數(shù)字動態(tài)驅(qū)動電路設計及仿真48-52
• 4.3 小結(jié)52-53
• 第五章 版圖設計及測試結(jié)果53-63
• 5.1 動態(tài)驅(qū)動電路的版圖設計53-56
• 5.2 動態(tài)驅(qū)動的系統(tǒng)測試結(jié)果56-62
• 5.3 小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 致謝65-67
• 參考文獻67-68

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本文編號：788018