帶恒流-恒壓功能AC-DC高度集成化XD1456芯片的設(shè)計.pdf

1、盡管開關(guān)電源的興起時間比較遲，但自從其誕生以后就改變了世界的面貌，給人們生活帶來了活力，目前生活當(dāng)中可以說無處不在，所以對它的研究受到各國科研人員的重視，并且其發(fā)展之快，主要表現(xiàn)在開關(guān)頻率、使用的效率及體積大小，隨著各種各樣的電子設(shè)備不斷推出，在使用方便的同時，對電源變化器的體積和使用效率要求越來越高。本文基于西安電子科技大學(xué)電路CAD研究所科研項目“電源管理類集成電路關(guān)鍵技術(shù)的理論研究與設(shè)計”，設(shè)計與實現(xiàn)了帶恒流/恒壓功能AC/DC高

2、度集成化XD1456芯片的設(shè)計。
　　本文所研究的是在能實現(xiàn)恒流/恒壓功能的同時提高變化器的使用效率，同時此芯片采用高度集成技術(shù)來降低產(chǎn)品的體積大小。此芯片里采用多種方式來降低芯片的功耗，利用PFM模式實現(xiàn)了精準(zhǔn)的恒流輸出，采用了 PSM模式且用數(shù)字化設(shè)計實現(xiàn)恒壓功能，使其設(shè)計周期縮短。由于采用開關(guān)狀態(tài)控制，所以不需要考慮環(huán)路穩(wěn)定性補(bǔ)償，因此用此方法可以提高變化器的頻率，此芯片采用了先進(jìn)的補(bǔ)償技術(shù)，使輸出值更加精確，芯片內(nèi)部采用自

3、恢復(fù)保護(hù)措施，在芯片遇到故障時，具有延遲重啟功能，調(diào)高了使用的效率，為了減少成本，芯片的外圍采用了電感耦合反饋方式，同時輸出精度也達(dá)到用戶的要求，為了提高待機(jī)時的使用效率，采用了偏置供電的方式，所以此芯片在整個負(fù)載的范圍內(nèi)，其轉(zhuǎn)化效率都很高，很容易達(dá)到國際要求的效率指標(biāo)。
　　在設(shè)計電路時，首先利用理論知識對電路的所要得到的結(jié)果進(jìn)行計算，由于電路設(shè)計中，最重要的是對電路中的基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，因為基準(zhǔn)設(shè)計的精確度影響著后面電路模塊的準(zhǔn)確

4、性，其次重要的電路模塊是實現(xiàn)恒流的電路，為了能實現(xiàn)精準(zhǔn)的恒流，電路對各種影響恒流精度的現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償，最后就是對恒壓進(jìn)行設(shè)計，為了使客戶端的輸出電壓是定值，芯片設(shè)計了線纜壓降補(bǔ)償電路，線纜補(bǔ)償電路設(shè)計是根據(jù)開關(guān)占空比和分段限流點來改變恒壓比較器的閾值電壓，此方法使輸出恒壓精度遠(yuǎn)大于設(shè)計指標(biāo)。為了提高芯片的使用感受，在實現(xiàn)恒壓方法中，先對采樣限流點逐漸降低以減小輸出功率來實現(xiàn)恒壓。為了芯片在投片生產(chǎn)后在各種條件下都能正常工作而且不被損害的條

5、件下，芯片內(nèi)部設(shè)計了保護(hù)模塊，如過溫保護(hù)，利用遲滯比較器實現(xiàn)過溫保護(hù)，利用分流方法實現(xiàn)過壓保護(hù)。
　　本論文首先對如今的電源技術(shù)及以后的發(fā)展方向做了簡要的分析，然后對不同類型的變換器的工作過程做了詳細(xì)的說明，緊接著對不同的外圍拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)做了比較，再往后對變換器的功耗來源及減少功耗的方法做了介紹，然后又對外圍元器件的選擇做了說明，接著對芯片的電氣指標(biāo)作了要求，進(jìn)一步根據(jù)指標(biāo)設(shè)計相應(yīng)的電路并通過仿真進(jìn)行驗證，最后對芯片所要實現(xiàn)的恒流/恒