一种可变工作模式的AC/DC电源管理芯片的设计

摘要

随着电力电子技术的发展，电力电子设备和人们日常的工作生活关系愈发密切。在九十年代，开关电源开始进入电子设备领域，例如电子监控设备和控制设备的电源都先后采用了这项新技术。在开关电源带来的众多新技术中，最核心的就是电源控制芯片，设计出色的电源控制芯片具有高集成度、高性价比、高性能和简单构造等特点。
　　本文设计的电源控制芯片结构简单、成本低廉，可应用于笔记本、电视、监控设备等装置的电源以及高性能电池中。当芯片正常工作时，其工作频率为100kHz，输出电压约为12V。当反馈电压低于0.5V时，芯片进入跳周期模式。芯片的特色功能包括上电时的软启动，这可以避免芯片在启动过程中受到过冲损坏；轻载时，自动进入跳周期模式以提高芯片工作效率；工作环境异常时，芯片自动进行电路保护。为了实现电路的单片集成，本文的设计使用台积电的1.0μm SPDM5V/40V/700V HVCMOS工艺。
　　本文首先对芯片所需要的模块进行划分设计仿真，然后重点分析和介绍了其中的几个重要模块，例如 osc、reference、bias、fb_ctrl、digital、soft-start，最后对芯片的版图做了设计和介绍。
　　本文使用Calibre和Hspice对电路设计进行了仿真。所有的版图设计都经过了DRC和LVS检测。

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第一章 绪论

1.1开关电源国内外研究状况

1.2开关电源发展方向

1.3课题特点

1.4本论文所做工作

第二章 电流模式开关电源原理和研究

2.1电流模式开关电源原理

2.2其他电流模式开关电源的调控方式

2.3 开关电源的隔离式结构

2.4 提高开关电源待机效率的方法

2.5 本章小结

第三章 芯片结构及应用介绍

3.1芯片工作原理

3.2 芯片参数设置

3.3 芯片内部结构

3.4 本章小结

第四章 电路的设计与仿真

4.1带隙基准电路设计

4.2 振荡器电路设计

4.3 软启动电路设计

4.4 电压调整器设计

4.5 反馈控制电路设计

4.6 内部控制电路设计

4.7 数字逻辑电路设计

4.8 总体电路仿真

4.9 本章小结

第五章 电路板图设计

5.1 集成电路版图设计规则介绍

5.2 本文工艺库介绍

5.3 版图结构设计介绍及其验证

5.4 版图设计介绍

5.5 本章小结

第六章 总结

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的研究成果