一款計算機(jī)ATX半橋開關(guān)電源的設(shè)計與實現(xiàn)

發(fā)布時間：2020-09-16 13:10

　　本項目的目的是設(shè)計一款適用于個人臺式計算機(jī)的半橋電源控制芯片。今天,伴隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)所消耗的功率也隨之不斷增長。從而對計算機(jī)電源效率的要求變得愈來愈高。對于一個功能強(qiáng)大、高效能的計算機(jī)電源而言,半橋電源的控制芯片是其中的關(guān)鍵。同時,高性能控制芯片的設(shè)計也是一個巨大的挑戰(zhàn)。本論文設(shè)計出的芯片能夠控制與監(jiān)測整個半橋電源的運(yùn)轉(zhuǎn),具有遠(yuǎn)程開啟與關(guān)閉電源,輸出過壓與欠壓保護(hù),輸出過功率保護(hù)等一系列功能。同時,一個獨創(chuàng)性的交流采樣電路能夠在市電波動時對計算機(jī)進(jìn)行反鎖定自動重啟。此外,兩個高精度的三端穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431集成于芯片內(nèi)部,用于5V輔助電源與3.3V輸出的穩(wěn)壓。本文首先介紹了個人計算機(jī)ATX半橋電源的基本原理。然后分析了AC/DC變換器的幾類主要拓?fù)湫问?如正激、反激、推挽、半橋、全橋拓?fù)?最后得出了半橋變換器相比其他拓?fù)湓谂_式計算機(jī)電源中具有更為優(yōu)良性能的結(jié)論。在論文的第三章,一個具體的基于本項目設(shè)計的控制芯片的計算機(jī)ATX電源應(yīng)用電路被詳細(xì)闡述。在論文的主體部分,對所設(shè)計的控制芯片的主要子模塊包括欠壓鎖定、電壓參考源、電流偏置、振蕩器、誤差放大器、軟啟動、輸出驅(qū)動、TL431、交流監(jiān)測與采樣、過功率保護(hù)、反鎖定進(jìn)行了設(shè)計與仿真。仿真的結(jié)果滿足設(shè)計要求。在論文的最后,簡單介紹了該芯片設(shè)計所選用的工藝與版圖驗證。此半橋控制芯片采用中緯積體(SINOMOS)1μm BiCMOS工藝,正在流片過程中。待流片完成通過測試,芯片即可投入商用。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TP303.3
【部分圖文】：

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第二章半橋變換器原理與設(shè)計對于計算機(jī) ATX 電源這樣的高壓大功率、具有多路輸出的電源來說，通常采用帶變壓器隔離的開關(guān)電源，單端正激、單端反激、推挽、半橋、全橋式結(jié)構(gòu)均能完成其所需功能。因此，本章首先列舉了能夠?qū)崿F(xiàn) ATX 電源的變換器的幾種結(jié)構(gòu)[5] [6] [7]，并對這幾種結(jié)構(gòu)的工作原理、適用范圍、優(yōu)缺點分別進(jìn)行了探討與比較，給出了半橋變換器作為計算機(jī) ATX 電源主流實現(xiàn)形式的理論依據(jù)，最后詳細(xì)分析了半橋變換器的性能要求、實現(xiàn)形式、控制模式。2.1 AC/DC 變換器結(jié)構(gòu)的選擇2.1.1 正激變換器

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i2圖 2-4 反激變換器的工作波形從上面對正激與反激變換器的分析我們可以得出：對于單端正激變換關(guān)管處于導(dǎo)通，還是截止都能向電容 C 充電和向負(fù)載 R 提供電流，因上疊加的交流紋波分量較小。然而，對于反激變換器，僅在開關(guān)管截能量向向電容 C 充電和向負(fù)載 R 提供電流。因此，就直流輸出OUTV 的單端正激要優(yōu)于單端反激。但是，反激變換器不存在從市電電網(wǎng)串入波動直接經(jīng)變壓器向副邊傳遞的問題。因此，就抗市電電網(wǎng)串入干擾反激要優(yōu)于單端正激變換器。推挽變換器單端正激電路原理圖如圖 2-5 所示。

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