用于电子镇流器SPIC的功率因数校正技术的研究

摘要

该文首先简要介绍了智能功率集成电路的研究和发展现现状,其次对功率校正技术进行了讨论,采用CMOS电路结构,着重分析有源功率因数校正(APFC)技术在电子镇流器中的应用原理,并对电路部分进行了设计与仿真.设计目的是使电路作为电子镇流器的前端变换器可以驱动耐压为500V,最大工作电流为1A的横向功率MOS,对整流电路的直流输出电压进行并实现过压、欠压保护,提高用电效率,经过理论分析使经校正后的功率因素达到0.95以上.整个电路由模拟乘法器、误差放大器、比较器、RS触发器、与门和倒相器等基本单元电路组成,采用工作站上的大型IC设计软件Cadence进行仿真.并根据电路参数进行了版图和工艺设计,投片后经过的测试,实验结果与模拟结果吻合较好,同时,文末提供了部分测试结果.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1功率电子学(Power Electronics)的发展

§1.2功率集成电路(Power IC、PIC)

§1.3本课题的主要研究工作

第二章电子镇流器与功率因数校正技术研究

§2.1电子镇流器(Electronic Ballast)简介

§2.2电流谐波和功率因数问题的由来

§2.2.1电流波形畸变和电流谐波的危害

§2.2.2单相整流电路中的电流谐波分析

§2.2.3电流谐波与功率因数的关系

§2.2.4功率因数校正技术的产生和发展

§2.3有源功率因数校正的基本原理

§2.3.1功率因数校正系统的基本功能

§2.3.2功率因数校正的基本方法

§2.3.3有源功率因数校正系统的功率级结构

§2.4采用变滞环控制方式的Boost-PFC电路的工作原理

§2.4.1电路的工作原理分析

§2.4.2输入电流正弦化的实现

§2.5小结

第三章电路的设计与仿真

§3.1模拟乘法器(Multiplier)

§3.1.1模拟乘法器概述

§3.1.2模拟乘法器的性质

§3.1.3基于CMOS工艺的模拟乘法器电路实现

§3.2比较器(Comparator)

§3.3欠压保护电路的设计(Undervoltage Lockout)

§3.3.1欠压保护的必要性

§3.3.2欠压保护电路的实现

§3.4过压保护电路(0vervoltage Protection)

§3.4.1过压保护的必要性

§3.4.2过压保护电路的实现

§3.5过零检测电路(Zero Current Detection)

§3.6误差放大器(Error Amplifier)

§3.7 R-S触发器(R-S Flip-Flop)

§3.8驱动电路(Driver)

§3.9小结

第四章工艺与版图设计

§4.1工艺设计

§4.1.1工艺参数对MOS器件性能的影响

§4.1.2阈值电压调整

§4.2版图设计

§4.2.1版图设计对电路性能的影响

§4.2.2版图的设计规则

§4.2.3 CAD版图设计

第五章测试结果

§5.1 SPIC中电路的测试结果

§5.2测试结果分析

致谢

参考文献