一种快速动态响应高精度的恒压恒流反激式AC-DC变换器设计

发布时间：2017-11-22 20:04

  本文关键词：一种快速动态响应高精度的恒压恒流反激式AC-DC变换器设计

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【摘要】：近年来,随着电子技术的飞速发展,电子系统拥有越来越广泛的应用,电子设备的类型也越来越丰富,人们的生活、工作与电子设备的关系日益密切。电源是任何电子产品都不可或缺的一部分,由于消费电子产品强劲的需求,市场对电源模块的要求也越来越高。针对于人们对便携式电子产品的适配器、充电器的高要求,本文从提高输出精度和动态响应能力这两个方面进行了设计研究,提出了一种快速动态响应高精度的恒压恒流反激式AC-DC变换器。所设计的电路采用原边反馈结构,与传统的副边反馈结构相比,省去了光耦器件和精密稳压源,简化了外围电路,成本得到了降低。本文中的变换器采用频率调制模式(PFM),恒压输出时芯片通过辅助绕组端检测输出电压信息,并将其与基准电压通过误差放大器进行比较,得到的误差电压与采用数字辅助技术的恒压模块产生的指数波相切后生成信号控制开关频率,实现恒定电压输出。补偿模块采用数字技术实时检测开关频率大小,生成随开关频率增大而减小的补偿电流。补偿电流从反馈端流出注入辅助绕组下拉电阻,实现对因充电线缆阻抗而造成的电压损耗的补偿；同时补偿电流也注入原边电流检测端,对原边峰值电压进行动态调节,提高恒压动态响应能力。恒流输出时,芯片从辅助绕组上检测得到变压器去磁时间大小,并依据去磁时间调节开关频率,使去磁时间为开关周期的一半,同时控制器芯片保持原边峰值电压不变,以此实现带有电感补偿功能的恒流输出,输出精度不受变压器原边电感值波动的影响。依据理论分析,论文给出了系统的电路和版图设计。本文所设计的芯片采用华虹NEC 1μm 5V/40V HVCMOS工艺进行流片,并通过5V/1.2A电路原型验证。测试结果表明：输入电压85～65V,最大静态功耗为140mW。当处于恒压模式时,输出精度为±1.5%,线性调整率为±0.5%,负载调整率±0.9%,效率在72.3%以上;负载由空载跳变至重载时输出电压的最低值为4.16V,下冲时间仅为7.4ms。恒流输出时,输出精度高达±2.2%,线性调整率±1.8%,负载调整率±1.1%,效率在70.1%以上。可见,本文设计的控制芯片在小功率恒压恒流AC-DC芯片中具有很好的应用前景。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：1215862