一种带智能保护的低功耗acdc控制芯片的设计

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1、东南大学硕士学位论文一种带智能保护的低功耗AC-DC控制芯片的设计姓名：李双申请学位级别：硕士专业：集成电路设计指导教师：常昌远20090417摘要随着消费电子产业的蓬勃发展，手机用户的增加，笔记本电脑的普及，对于小功率离线式AC．DC电源的需求迅猛增加，如：各种电源适配器，电池充电器，电脑待机电源，因此必须降低AC．DC电源的能耗，提高效率以延长电池的使用时间，适应市场的需求，这也符合国家节能减排的要求。本文首先介绍了AC．DC电源的主电路结构及二l二作原理，然后讨论了AC．DC转换器的功率损耗源，分析了各种调制方式，如：脉冲

2、宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)、脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation，PFM)和脉冲省略(PulseSkipping)调制等AC—DC转换器的控制方法及其电源效率，为了降低开关电源的待机功耗，提高轻载时的电源效率，为系统增加了脉冲省略控制功能并设计了相应的逻辑控制电路，从而在轻载情况卜．能有较高的效率。实际芯片：f：作在复杂的环境中，为确保电路的正常：I：作，设计了各种保护电路。从稳定性角度考虑加入了斜坡补偿电路。从减小开关电源的电磁干扰(EMI)出发，设计了具有频率抖动的

3、振荡器电路，以降低开关电源自身的EMI，达到从源头减小EMI噪声的目的。本文采川0．5p．mCMOS!J：艺，设计了基准电压源、调整电路、偏置电流电路、误差放大器、振荡器、电流采样及限流电路等关键电路，以及设计了欠压锁定电路、过乐箝位电路、短路保护电路等，并对这些模块进行仿真和调试。仿真结果表明AC—DC控制芯片的性能指标基本满足设计要求。最后对整个芯片绘制了版图，并对部分关键模块进行了后仿真。关键词：AC．DC转换器脉冲宽度调制脉冲省略斜坡补偿频率抖动技术Absl[ractAbstractWiththedevelopmento

4、felectronicsindustry,theusageofsmallpoweroff-lineAC-DCpowersuppliesforadapterbatterychargerandstandbypowersourcehavebeenincreaseddramaticallyduetothegrowthinbothcellphonesandcomputers．Thereisaneedtocontinuouslydevelopalowercostandmoreefficientsmall—powerAC—DCpowersup

5、plytobenefitconsumersandtoreduceenergywaste，tomeetmarketdemand，alsoinlinewiththenationalenergy-savingemissionreductionpolicy．TheprimarycircuitstructureandbasicprincipleofAC—DCconverterareintroducedfirstly．ThenthesourcesofpowerlossofAC—DCconverterarediscussed．Thecontr

6、olmethodsofAC-DCconvertersuchaspulsewidthmodulation(PWM)，pulsefrequencymodulation(PFM)andpulseskippingcontrolareanalyzedtogetherwiththeirpowerefficiency．TheresultshowsthatPWMhashighefficiencyinhighloadandPFMhashighefficiencyinlightload．Therefore，pulseskippingcontrolA

7、C-DCconverterisproposedtolowerthepowerlossandimprovethepowerefficiency．Theswitchingisaccordingtothevarimionoftheload．TheproposedsystemintegratessummingmodePWM，skippingcyclesintoonesystem．Itmakesthewholesystemworkefficiently．Theactualchipworksinacomplexenvironment，ino

8、rdertoensurethechipworkcorrectly，avarietyofprotectioncircuitsaredesigned．Inordertoreduceelectromagneticinterference，afrequencyjitte