一种AC/DC开关电源控制芯片的电路设计与版图实现

摘要

随着社会生活对电子设备的节能要求越来越高，开关电源以其体积小、转换效率高的特点越来越多地被应用在各种需要功率变换的场合。
　　本文设计一款应用于反激式功率变换器的控制芯片。芯片中集成了一个700V的功率MOS管，具有恒流恒压输出的功能。系统通过对输出电压的反馈采样，控制内部振荡器的频率，使输出电流恒定；或根据反馈电压，调整功率管栅信号的跳周期个数，使输出电压恒定。芯片还具有电感校正的功能，以减小电感误差对电路造成的影响；可以对线缆上的电压降进行补偿；具有频率抖动功能，以减小芯片的电磁干扰；热关断功能可以在温度过高时关断功率管，防止功率管烧坏；当外围电路发生故障，芯片会自动重启动。
　　文章首先介绍了芯片的主要结构和基本工作原理，给出了基准模块、振荡器、过压欠压模块和反馈电压采样模块的电路设计和前仿真结果，并讨论了全电路仿真。其次介绍了流片所采用的工艺和版图的实现，详细讨论了基准模块、振荡器、反馈电压检测模块和栅驱动反相器的版图设计。在基准模块版图的设计中，由于阱电阻工艺误差较大，放置了一些可选择性连接的预备电阻，根据误差来选择串并联方案，以减小工艺误差对芯片的影响。最后讨论了总体版图的布局布线，简要地介绍了总版图的验证。

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第一章 绪论

1.1开关电源的出现和发展

1.2国内外开关电源发展状况

1.3本论文的主要内容

第二章 开关电源的原理和芯片的主要结构

2.1开关电源的分类

2.2开关电源的调制方式

2.3开关电源的控制模式

2.4芯片的架构

第三章 部分电路的设计与仿真

3.1基准模块的设计与仿真

3.2 振荡器模块的设计与仿真

3.3过压欠压模块的设计与仿真

3.4反馈电压检测模块的设计与仿真

3.5全电路仿真结果

第四章 芯片的版图设计与实现

4.1 芯片工艺介绍

4.2基础版图技术

4.3部分模块的版图实现

4.4总体版图的实现

4.5版图验证

第五章 总结

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的研究成果