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1、电子科技大学硕士学位论文开关功率变换器中新型控制模式研究姓名：卢治平申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：张波20030501摘耍摘要离线式单片电源管理IC是近年来发展的新型功率集成电路，推动了电源系统向高功率密度、小外形尺寸、高效率、高性能、高可靠性、高功率因数(AC输入端)的方向发展。本文设计了一种可广泛用于手提式电脑、PC机、ADSL,移动通讯设备、PDA等便携设备的中小功率离线式单片电源管理IC。其基本设计指标为:最高耐压700V，最大输出电流250mA，工作频率132KHz，转换效率大于90，输入交流电压范围85-265V,输出功率4-6
2、瓦。本课题源于国家863项目“智能功率集成技术研究”(2002AAlIZ1540)0在电路设计中，本文首次创新地提出极限电流模糊控制模式LCFC(CurrentLimitFuzzyControl).LCFC可与PWM(PulseWidthModulation),PFM(PulseFrequencyModulation)或PSM(PulseSkipModulation)混合进行调制。LCFC具有响应速度快、对纹波的抑制能力强、负载调节能力强等特点。同时本文还分析了PWM,PFM和PSM调制方式的工作原理及其各自的优缺点;设计了一种频率抖动电路来降低EMI干扰;设计了
3、自动重启、线欠压检测保护电路和常规的过流、过温、过压保护电路。本文还介绍了开关功率变换器中的关键器件一一单晶衬底上LDMOS的设计方法。它以深结扩散的N阱作漂移区，应用双RESURF技术等多种终端结构提高LDMOS的耐压，降低导通电阻。经过优化设计，模拟得到了耐压750V导通电阻47.50-cm的LDMOS结构参数。在工艺设计中，抛弃了传统外延工艺，采用新型BCD(Bipolar/CMOS/DMOS)工艺在单晶衬底上实现了低压控制电路和高压功率器件的集成。同时掩模版数量少，生产成本大大降低。完成了电路设计、器件设计、工艺设计和版图设计及验证。整体电路的模拟表明电路
4、完成了设计功能，达到设计指标;关键器件耐压、比导通电阻均满足要求;采用与传统外延工艺相区别的单晶衬底工艺来实现该电路。关键词:离线式单片电源管理IC;极限电流模糊控制模式;PWM;PFM;PSMEMI,高压LDMOS;BCD工艺八BSTRACTABSTRACTOf-linesingleswitchingpowersupplymanagementIntegratedCircuit(IC)isoneofnewpowerICdevelopinginrecentyears,ItpushesthedevelopmentofPowersystemwhichhasthevirt
5、uesofhighintegrationlevel,litlesize,mostcosteffective,highperformance,highstability,highpowerfactor.AkindofOf-linesingleswitchingpowersupplymanagementIntegratedCircuitwasdesignedtobewidelyusedinlaptop,computer,ADSL,portablecommunicationdevices,PDAetc.Thedesigngoalofthecircuit:breakdow
6、nvoltageis700V,Outputcurrentis250mA,thefrequencyofoperationis132KHz,convertefficiencyisabove90%,inputvoltageAC85--265V,outputpower4-6Watt.TheprojectisoriginatedfromTheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgram(863Program)"TheResearchofSmartPowerIntegratedTechnology"(2002AA11Z
7、1540)Duringcircuitdesigning,firstlypresentsthecreativeCurrentLimitFuzzyControlmode(LCFC).LCFCcanworktogetherwithPWM,suchasPFMandPSM.Theadvantagesofitarefasttransientresponse,strongabilitiesofrestrainingrippleandloadregulated.ThethesiscomparesPWM,PFMandPSM,resultinginconclusionsoftheir
8、advan
