一种具有智能保护功能的高效率电源管理芯片的设计

摘要

随着中国社会生活水平的逐渐提高，电子设备随处可见，而安全可靠的电源作为电子设备的关键部件之一越来越受到大家的重视。在中国，大量的电力应用是基于交/直流(AC/DC)转换电源，但由于技术落后，许多电源系统的转换效率较低，很大一部分电力消耗被转换成无用的热能。在当前节能减排的形势下，设计高效率、低功耗的电源管理芯片成为节能环保的重要环节之一。
　　本课题采用反激式拓扑结构，设计了一款具有多种智能保护功能的高效率电源管理芯片。由于本芯片内部集成了700V高压功率管，并且主要应用在大功率环境，所以本芯片设计了许多保护机制，如输入线电压检测功能、线电压前馈功能、软启动功能、频率抖动功能、过流保护功能、外部可编程流限阈值调节功能、前沿消隐功能、过温迟滞保护功能等。同时为了达到高效率的要求，在设计高压电流源时，采用了一些新颖技术使芯片的工作效率提高。
　　本论文首先叙述了电源技术的发展和开关电源技术的发展趋势，同时也详述了开关电源拓扑结构和工作原理；其次详细论述了芯片应用电路结构和芯片内部电路模块，并进行了仿真验证；最后阐述了本芯片所采用的BCD工艺和版图设计技巧，以及本论文的主要工作。

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第一章 绪论

1.1 电源技术的发展

1.2 开关电源技术的发展趋势

1.3 本课题的主要工作

第二章 开关电源原理概述

2.1 开关电源拓扑结构

2.2 开关电源控制方式

2.3 开关电源调制方式

第三章 芯片应用电路设计

3.1 芯片端口介绍

3.2 芯片外围元器件和电路设计

第四章 芯片内部电路设计与仿真

4.1 高压电流源模块的设计与仿真

4.2 基准电压源和基准电流源模块的设计与仿真

4.3 线电压检测和线电压前馈模块的设计与仿真

4.4 软启动及频率抖动模块的设计与仿真

4.5 过流保护和流限调节模块的设计与仿真

4.6 前沿消隐模块的设计与仿真

4.7 迟滞过温保护模块的设计与仿真

4.8 芯片整体电路设计与仿真

第五章 工艺概述与版图设计

5.1 工艺概述

5.2 版图设计

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果