一种采用混合调制模式的离线开关电源芯片的设计

摘要

单片开关电源管理集成电路具有高集成度、高性价比、简单外围电路、优越性能指标等优点，能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源，目前己成为国际上开发中、小功率开关电源、精密开关电源、专用开关电源以及开关电源模块的优选集成电路，使得开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。
　　本文采用CMOS工艺，参考了PI公司的TNY芯片的电性参数，正向设计了一种采用了混合调制模式的离线式开关电源芯片。芯片内部集成了耐压700V的功率管，最大输出功率约为15W。开关的工作模式由内部集成的极限电流状态机和自动重启电路控制，该状态机能够感应外部负载的轻重，并将其划分为不同的状态。在轻载时，输出功率较低，重载时输出功率变高，使开关在不同情形下都能发挥最大的效率。
　　论文首先介绍了开关电源的基本原理，以及PWM、PFM等调制模式。然后，详细介绍了反激变换器和芯片整体电路框架图。随后的第三章设计了芯片内部的状态机、自动重启电路和电容选择电路等数字电路，第四章阐述了基准源、jitter振荡器和过温、欠压等保护电路的工作原理和仿真结果。最后，论文介绍了芯片的版图设计以及流片的测试结果和分析。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 开关电源国内外发展情况

1.3 开关电源的基本调制模式

1.4 本文选题依据与研究意义

第二章 芯片工作环境分析

2.1 反激式变换器工作原理

2.2 芯片总体电路

2.3 芯片典型应用情况

第三章 极限电流状态机

3.1 EN/UV反馈输入端

3.2 电流状态机

3.3 极限电流比较器

3.4 本章小结

第四章 部分模拟模块的设计

4.1带隙基准的设计

4.2 jitter振荡器的设计

4.3 保护电路的设计

第五章 版图设计与测试结果分析

5.1 版图设计

5.2 芯片测试结果

第六章 总结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果