高效高精度宽负载范围的PSR反激式变换器的研究与设计

发布时间：2024-05-21 03:59

　　消费类电子市场的快速发展对开关电源技术提出了越来越高的要求。对于将高压市电转换为低压供电电源轨的这类开关电源来说,可靠性,效率以及成本是非常重要的性能指标,而原边反馈的反激式变换器由于其原理简单,成本低,同时由于省去了光耦元件而具有很高的可靠性等优点,被广泛地应用在各类AC-DC开关电源产品中。本文以原边反馈的反激式变换器为研究对象,首先是从变压器模型入手,介绍了反激式变换器这种开关电源拓扑的基本工作原理,并分析了其在功率级上的损耗。接着介绍了原边反馈的反激式变换器在恒压输出条件下的控制策略,尤其是对峰值电流模PWM和峰值电流模PFM这两种控制策略进行了详细介绍,并对其进行了小信号建模分析,最终讨论了保证环路稳定的基本条件以及频率补偿的方式。在此基础上,本文介绍了控制芯片的架构,介绍了恒流和恒压环路的原理以及两者如何进行切换。而对控制芯片性能的优化,本文主要着重于两个方面:其一是对于效率问题,本文采用了峰值电流模PWM/PFM混合控制策略,拓宽了系统在恒压模式下的负载范围,从而很大程度减小了假负载的损耗,同时引入wait模式降低轻载下芯片的功耗以及谷值检测机制以降低开关损耗。其二对于精...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 反激式变换器的研究背景及发展趋势
    1.2 本论文的主要内容和结构安排
第二章 原边控制反激式变换器整体架构设计
    2.1 反激式变换器功率级的基本原理和损耗分析
    2.2 原边反馈架构的基本原理和控制方式
        2.2.1 原边反馈的基本原理
        2.2.2 PWM调制Flyback变换器的分析与小信号建模
        2.2.3 PFM调制Flyback变换器的分析与小信号建模
    2.3 原边反馈Flyback控制芯片整体架构的设计
        2.3.1 原边反馈Flyback控制芯片的原理
        2.3.2 系统输出精度优化方案的研究与设计
        2.3.3 系统效率方案的研究与设计
    2.4 本章小结
第三章 原边控制反激式变换器关键模块设计
    3.1 芯片上电及带隙基准电路
        3.1.1 芯片上电及带隙基准电路的电路结构
        3.1.2 芯片上电及带隙基准电路的仿真验证
    3.2 芯片内部供电电路
        3.2.1 芯片内部供电电路的电路结构
        3.2.2 芯片内部供电电路的仿真验证
    3.3 输出驱动电路
        3.3.1 输出驱动电路的电路结构
        3.3.2 输出驱动电路的仿真验证
    3.4 峰值电流限产生电路
        3.4.1 峰值电流限产生电路的电路结构
        3.4.2 峰值电流限产生电路的仿真验证
    3.5 可调计时电路
        3.5.1 可调计时电路的电路结构
        3.5.2 可调计时电路的仿真验证
    3.6 本章小结
第四章 原边控制反激式变换器整体仿真验证
    4.1 芯片外围参数的设计
    4.2 系统的仿真验证
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3979577