一种应用于准谐振反激式AcDC变换器的谷底检测电路的设计

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1、万方数据DesignofValleyDetectionforQuasi--ResonantAC·—DCFlybackConverterAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhuMing—qiangSupervisedbyAssoc．ProfessorChangChang—yuanandSeniorEngineerLiZu·huaCollegeofSoftware(Suzhou)SoutheastUniversityMay2014万方数据独

2、创性声明东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特-另UJJH以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期

3、内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。万方数据摘要随着超大规模集成电路的快速发展，小型化、高功率的电源系统得以实现，它提出了更高功率密度、更轻便的要求，同时电源系统效率的基本标准已经达到80％以上。由于开关的高频化使得现在的一些AC．DC电源系统中存在较高的损耗，为了最大限度地减少开关损耗带来的负面影响，在AC．DC电源芯片中采用准谐振技术很有必要。为了应对能效标准的挑战，增加AC．DC电源系统的效率，本文在调研大量文献的前提下，采用准谐振技术设计了一种AC．DC反激式变

4、换器。首先详细分析了准谐振AC．DC反激式变换器单个周期内的工作情况，给出了开关损耗的表达式，利用各个时间段的等效电路，量化了电路中各个重要节点的工作状态。然后结合AC．DC反激式变换器的特点，根据准谐振的产生特点，对比了三种可行的准谐振谷底检测方法，分别为电容电阻充电式检测、单电容充放电检测和零比延迟检测。其中零比延迟检测没有电阻电容，受工作环境影响小，具有良好的适应性，同时精确度较高，响应快速，设计复杂度低，故选用零比延迟检测用于本文所设计的AC．DC反激式变换器。在此基础上，使用Saber软件搭建了准谐振AC．DC反激式变换器的模型，在整个系统正常工作的

5、情况下，开关管两端电压和开关管驱动波形表明准谐振检测系统正常工作，验证了零比延迟检测的有效性。随后在电路级设计了零比延迟检测电路、输出开路保护电路、供电电路等模块，使用Cadence软件对电路关键模块进行仿真验证并做出详细的分析，仿真结果实现了系统模型中所述要求。随后采用HHNECO．5um5V／40VHVCMOS工艺模型设计版图和流片，并制板测试，实测结果显示该AC．DC电源系统在输入范围为85V-265V交流电压下，可实现恒流输出，平均静态功耗为0．32W，效率大于81％，恒流精度在-4-3％以内，开关管在接近谷底的位置打开，验证了零比延迟检测的有效性以及

6、所述芯片的基本功能，满足了设计指标。关键词：反激式AC．DC变换器l临界导通模式软开关准谐振高效率万方数据AbstractWiththerapiddevelopmentofVLSI，powersupplysystemwithsmallsizeandhighpowercanbeachieved,atthesametime，itdemandshigherpowerdensityandlighterdevices，andthebasicefficiencystandardofpowersystemhasreachedmorethan80％．Sincethehighf

7、requencyofswitchleastobiggerlossinsomeoftheAC-DCpowersystemfornow,inordertominimizethenegativeimpactofswitchloss，theusageofquasi-resonanttechniquesisnecessaryinAC—DCpowersupplychips．Inordertomeetthechallengeofenergyefficiencystandards，increasingefficiencyofAC-DCpowersupplysystem，und

8、erthepremiseoftheex