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

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【摘要】：伴隨著電力電子技術的飛速發(fā)展,開關電源技術得到了越來越廣泛的應用,在眾多領域里都成了不可或缺的一部分。在開關電源中,反激式開關電源具有設計簡單,體積小,效率高的特點,其在小功率的電子設備與系統(tǒng)中被廣泛地使用。在電子設備小型化、低成本的趨勢下,反激式開關電源面對的挑戰(zhàn)不斷增加,如小型化、高可靠性、高設計靈活性、低成本等,這些都推動著反激式開關電源的不斷革新。本文基于西安電子科技大學超高速電路設計與電磁兼容教育部重點實驗室的科研項目“采用精確PSR的高功率離線式AC-DC轉(zhuǎn)換器的研究與設計”,設計了一款采用精確PSR穩(wěn)壓的高功率離線式AC-DC轉(zhuǎn)換器XD0798。芯片XD0798應用于反激式的開關電源,該結構屬于離線式結構,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,省去了光耦器件及相關電路,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擁有全面的保護措施,確保芯片及相關外圍元器件在各種故障情況下都能得到保護,預防被損壞,且加入了豐富的集成功能,如可編程限流點,可編程自動重啟延遲時間,快速復位,遠程開/關等,因此芯片XD0798可根據(jù)具體應用需求來靈活地進行設計。這些特性大大減少了系統(tǒng)體積與成本,同時簡化了開關電源的設計并提高了系統(tǒng)的可靠性。芯片XD0798采用增強的峰值電流模式PWM控制方案,擁有多模式工作的特點,可以設計出最高可達50W的高功率的CCM模式的PSR開關電源。此控制方案使用誤差放大器的輸出信號電壓來設置工作峰值電流和開關頻率,來保持輸出電壓穩(wěn)定,并加入了安全工作區(qū)保護,消除了在初級側穩(wěn)壓的CCM模式下的不穩(wěn)定情況。本文在緒論對開關電源的發(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)制模式作了詳細的理論推導。在對芯片XD0798進行了系統(tǒng)級功能設計后,本文詳盡地分析其在典型反激式拓撲結構下的外圍器件的選擇。接著,本文介紹了XD0798的部分關鍵子模塊的設計原理,并給出了仿真驗證結果。在文章的最后,給出了典型反激式拓撲結構下的XD0798的電特性仿真結果。芯片XD0798基于1μm 6V-700V BCD工藝進行設計,并采用Cadence和HspiceS軟件進行了芯片的具體電路設計與仿真,仿真結果表明了芯片的各項電特性參數(shù)均已達到設計指標要求,且在典型應用中表現(xiàn)良好。
【關鍵詞】：PSR 離線式 反激式
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 集成電路技術的研究背景15
• 1.2 電源管理技術簡介15-16
• 1.3 電源管理技術的分類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)換器的設計44-57
• 第四章 XD0798關鍵子模塊設計與仿真57-71
• 4.1 帶隙基準模塊57-61
• 4.2 多功能模塊61-64
• 4.3 軟啟動模塊64-66
• 4.4 遲滯熱關斷模塊66-68
• 4.5 欠壓鎖存模塊68-71
• 第五章 XD0798的版圖設計及整體仿真71-77
• 5.1 XD0798的版圖布局71-72
• 5.2 XD0798在不同負載情況下的仿真72-74
• 5.3 XD0798的重要性能特性74-77
• 結束語77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 作者簡介85-86

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