本文關(guān)鍵詞：一款采用精確PSR的高功率離線式AC-DC轉(zhuǎn)換器XD0798的設(shè)計

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【摘要】：伴隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,開關(guān)電源技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,在眾多領(lǐng)域里都成了不可或缺的一部分。在開關(guān)電源中,反激式開關(guān)電源具有設(shè)計簡單,體積小,效率高的特點(diǎn),其在小功率的電子設(shè)備與系統(tǒng)中被廣泛地使用。在電子設(shè)備小型化、低成本的趨勢下,反激式開關(guān)電源面對的挑戰(zhàn)不斷增加,如小型化、高可靠性、高設(shè)計靈活性、低成本等,這些都推動著反激式開關(guān)電源的不斷革新。本文基于西安電子科技大學(xué)超高速電路設(shè)計與電磁兼容教育部重點(diǎn)實驗室的科研項目“采用精確PSR的高功率離線式AC-DC轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計”,設(shè)計了一款采用精確PSR穩(wěn)壓的高功率離線式AC-DC轉(zhuǎn)換器XD0798。芯片XD0798應(yīng)用于反激式的開關(guān)電源,該結(jié)構(gòu)屬于離線式結(jié)構(gòu),利用變壓器實現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離。芯片XD0798采用了PSR穩(wěn)壓技術(shù),省去了光耦器件及相關(guān)電路,同時將一個700V的高壓MOSFET與控制器集成在了一個封裝內(nèi),輔助繞組可同時用來反饋輸出電壓與輸入電壓,采用132kHz的開關(guān)頻率縮小了變壓器的體積。除此之外,芯片XD0798擁有全面的保護(hù)措施,確保芯片及相關(guān)外圍元器件在各種故障情況下都能得到保護(hù),預(yù)防被損壞,且加入了豐富的集成功能,如可編程限流點(diǎn),可編程自動重啟延遲時間,快速復(fù)位,遠(yuǎn)程開/關(guān)等,因此芯片XD0798可根據(jù)具體應(yīng)用需求來靈活地進(jìn)行設(shè)計。這些特性大大減少了系統(tǒng)體積與成本,同時簡化了開關(guān)電源的設(shè)計并提高了系統(tǒng)的可靠性。芯片XD0798采用增強(qiáng)的峰值電流模式PWM控制方案,擁有多模式工作的特點(diǎn),可以設(shè)計出最高可達(dá)50W的高功率的CCM模式的PSR開關(guān)電源。此控制方案使用誤差放大器的輸出信號電壓來設(shè)置工作峰值電流和開關(guān)頻率,來保持輸出電壓穩(wěn)定,并加入了安全工作區(qū)保護(hù),消除了在初級側(cè)穩(wěn)壓的CCM模式下的不穩(wěn)定情況。本文在緒論對開關(guān)電源的發(fā)展中做了概述,而后介紹了AC-DC轉(zhuǎn)換器的工作基本理論,并對其工作模式和調(diào)制模式作了詳細(xì)的理論推導(dǎo)。在對芯片XD0798進(jìn)行了系統(tǒng)級功能設(shè)計后,本文詳盡地分析其在典型反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的外圍器件的選擇。接著,本文介紹了XD0798的部分關(guān)鍵子模塊的設(shè)計原理,并給出了仿真驗證結(jié)果。在文章的最后,給出了典型反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的XD0798的電特性仿真結(jié)果。芯片XD0798基于1μm 6V-700V BCD工藝進(jìn)行設(shè)計,并采用Cadence和HspiceS軟件進(jìn)行了芯片的具體電路設(shè)計與仿真,仿真結(jié)果表明了芯片的各項電特性參數(shù)均已達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求,且在典型應(yīng)用中表現(xiàn)良好。
【關(guān)鍵詞】：PSR 離線式 反激式
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 集成電路技術(shù)的研究背景15
• 1.2 電源管理技術(shù)簡介15-16
• 1.3 電源管理技術(shù)的分類16-19
• 1.4 課題研究意義與章節(jié)安排19-21
• 第二章 反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的基本原理21-35
• 2.1 反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理21-25
• 2.2 反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的基本工作模式25-32
• 2.3 反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的調(diào)制模式32-35
• 第三章 XD0798系統(tǒng)級介紹35-57
• 3.1 XD0798系統(tǒng)級概況35-38
• 3.2 XD0798電特性描述38-39
• 3.3 XD0798系統(tǒng)描述39-44
• 3.4 Fly-back型轉(zhuǎn)換器的設(shè)計44-57
• 第四章 XD0798關(guān)鍵子模塊設(shè)計與仿真57-71
• 4.1 帶隙基準(zhǔn)模塊57-61
• 4.2 多功能模塊61-64
• 4.3 軟啟動模塊64-66
• 4.4 遲滯熱關(guān)斷模塊66-68
• 4.5 欠壓鎖存模塊68-71
• 第五章 XD0798的版圖設(shè)計及整體仿真71-77
• 5.1 XD0798的版圖布局71-72
• 5.2 XD0798在不同負(fù)載情況下的仿真72-74
• 5.3 XD0798的重要性能特性74-77
• 結(jié)束語77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 作者簡介85-86

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