反激式開關(guān)電源功率三極管自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
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【摘要】:反激式開關(guān)電源具有效率高、外圍輔助電路簡(jiǎn)單、可靠性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于中小功率電源及適配器中。隨著開關(guān)電源向著數(shù)字綠色化方向發(fā)展,在電路設(shè)計(jì)的過程中,功率管的開關(guān)速度和損耗成為了日益關(guān)注的話題,本文將對(duì)其進(jìn)行研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文首先介紹了三極管作為開關(guān)使用時(shí)的工作原理,討論了其工作狀態(tài)的判斷方式,進(jìn)一步分析了影響開關(guān)速度與損耗的因素,從而就如何提高開關(guān)速度,降低損耗給出了本文的三極管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)思路:針對(duì)反激式開關(guān)電源中流過原邊電感的不同峰值電流,驅(qū)動(dòng)電路采取自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)策略,從而降低輕載情況下的開關(guān)損耗,同時(shí)基于傳統(tǒng)數(shù)字控制算法,采用大電流開啟與預(yù)關(guān)斷的方式提高了開關(guān)速度。論文對(duì)提出的驅(qū)動(dòng)策略進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)與版圖實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。采用CSMC1μm700V工藝設(shè)計(jì)了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的模擬部分,仿真結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的三極管驅(qū)動(dòng)電路,可以兼容現(xiàn)有數(shù)字電源控制算法,基極驅(qū)動(dòng)電流大小范圍是9.8mA-31.3mA,電流精度為±0.3mA。相較于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式,在輕載和半載時(shí),基極驅(qū)動(dòng)功耗分別降低了28.4%和13.7%。
【關(guān)鍵詞】:開關(guān)電源 功率三極管 自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng) 開關(guān)速度 開關(guān)損耗
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN86
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 課題背景與意義8-9
- 1.1.1 課題背景8-9
- 1.1.2 研究意義9
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.3 課題主要工作10-12
- 1.3.1 主要內(nèi)容10-11
- 1.3.2 關(guān)鍵點(diǎn)或難點(diǎn)11
- 1.3.3 電路設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)11-12
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)12-14
- 第二章 功率BJT和驅(qū)動(dòng)電路14-24
- 2.1 功率BJT的開關(guān)特性14-17
- 2.1.1 三極管的開關(guān)作用14-16
- 2.1.2 驅(qū)動(dòng)電流與飽和深度16-17
- 2.2 三極管的瞬態(tài)開關(guān)特性17-21
- 2.2.1 開關(guān)應(yīng)用的過渡過程17
- 2.2.2 延遲過程17-19
- 2.2.3 儲(chǔ)存時(shí)間19-21
- 2.2.4 提高開關(guān)速度的措施21
- 2.3 小電流時(shí)放大系數(shù)β的下降21-22
- 2.4 三極管的開關(guān)損耗22
- 2.5 小結(jié)22-24
- 第三章 開關(guān)電源功率管分段驅(qū)動(dòng)原理分析24-32
- 3.1 反激式開關(guān)電源的工作原理24-25
- 3.1.1 常見的反激式開關(guān)電源24
- 3.1.2 原邊反饋反激式開關(guān)電源中功率管驅(qū)動(dòng)原理24-25
- 3.2 峰值電流控制模式的PSR反激式開關(guān)電源25-27
- 3.2.1 峰值電流控制模式原理25-26
- 3.2.2 三極管分段驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)原理26-27
- 3.3 驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證27-30
- 3.3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真環(huán)境27-28
- 3.3.2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)28
- 3.3.3 系統(tǒng)級(jí)仿真28-30
- 3.4 小結(jié)30-32
- 第四章 功率BJT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)32-52
- 4.1 電路框圖32-33
- 4.2 電路模塊設(shè)計(jì)與仿真33-46
- 4.2.1 電流鏡組電路33-40
- 4.2.2 功率BJT關(guān)斷抽取電流泄放電路40-41
- 4.2.3 最佳基極驅(qū)動(dòng)波形41-42
- 4.2.4 自適應(yīng)數(shù)字算法設(shè)計(jì)42-46
- 4.3 設(shè)計(jì)指標(biāo)比較46-47
- 4.5 工藝器件平臺(tái)47-48
- 4.6 版圖設(shè)計(jì)48-49
- 4.7 后仿真49-51
- 4.8 本章小結(jié)51-52
- 第五章 總結(jié)與展望52-54
- 5.1 總結(jié)52
- 5.2 展望52-54
- 致謝54-56
- 參考文獻(xiàn)56-57
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,本文編號(hào):1108894
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