一款采用精确PSR的高功率离线式AC-DC转换器XD0798的设计

发布时间：2017-08-10 07:09

  本文关键词：一款采用精确PSR的高功率离线式AC-DC转换器XD0798的设计

  更多相关文章： PSR 离线式 反激式

【摘要】：伴随着电力电子技术的飞速发展,开关电源技术得到了越来越广泛的应用,在众多领域里都成了不可或缺的一部分。在开关电源中,反激式开关电源具有设计简单,体积小,效率高的特点,其在小功率的电子设备与系统中被广泛地使用。在电子设备小型化、低成本的趋势下,反激式开关电源面对的挑战不断增加,如小型化、高可靠性、高设计灵活性、低成本等,这些都推动着反激式开关电源的不断革新。本文基于西安电子科技大学超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室的科研项目“采用精确PSR的高功率离线式AC-DC转换器的研究与设计”,设计了一款采用精确PSR稳压的高功率离线式AC-DC转换器XD0798。芯片XD0798应用于反激式的开关电源,该结构属于离线式结构,利用变压器实现输入与输出的电气隔离。芯片XD0798采用了PSR稳压技术,省去了光耦器件及相关电路,同时将一个700V的高压MOSFET与控制器集成在了一个封装内,辅助绕组可同时用来反馈输出电压与输入电压,采用132kHz的开关频率缩小了变压器的体积。除此之外,芯片XD0798拥有全面的保护措施,确保芯片及相关外围元器件在各种故障情况下都能得到保护,预防被损坏,且加入了丰富的集成功能,如可编程限流点,可编程自动重启延迟时间,快速复位,远程开/关等,因此芯片XD0798可根据具体应用需求来灵活地进行设计。这些特性大大减少了系统体积与成本,同时简化了开关电源的设计并提高了系统的可靠性。芯片XD0798采用增强的峰值电流模式PWM控制方案,拥有多模式工作的特点,可以设计出最高可达50W的高功率的CCM模式的PSR开关电源。此控制方案使用误差放大器的输出信号电压来设置工作峰值电流和开关频率,来保持输出电压稳定,并加入了安全工作区保护,消除了在初级侧稳压的CCM模式下的不稳定情况。本文在绪论对开关电源的发展中做了概述,而后介绍了AC-DC转换器的工作基本理论,并对其工作模式和调制模式作了详细的理论推导。在对芯片XD0798进行了系统级功能设计后,本文详尽地分析其在典型反激式拓扑结构下的外围器件的选择。接着,本文介绍了XD0798的部分关键子模块的设计原理,并给出了仿真验证结果。在文章的最后,给出了典型反激式拓扑结构下的XD0798的电特性仿真结果。芯片XD0798基于1μm 6V-700V BCD工艺进行设计,并采用Cadence和HspiceS软件进行了芯片的具体电路设计与仿真,仿真结果表明了芯片的各项电特性参数均已达到设计指标要求,且在典型应用中表现良好。
【关键词】：PSR 离线式 反激式
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 集成电路技术的研究背景15
• 1.2 电源管理技术简介15-16
• 1.3 电源管理技术的分类16-19
• 1.4 课题研究意义与章节安排19-21
• 第二章 反激式AC-DC转换器的基本原理21-35
• 2.1 反激式AC-DC转换器的工作原理21-25
• 2.2 反激式AC-DC转换器的基本工作模式25-32
• 2.3 反激式AC-DC转换器的调制模式32-35
• 第三章 XD0798系统级介绍35-57
• 3.1 XD0798系统级概况35-38
• 3.2 XD0798电特性描述38-39
• 3.3 XD0798系统描述39-44
• 3.4 Fly-back型转换器的设计44-57
• 第四章 XD0798关键子模块设计与仿真57-71
• 4.1 带隙基准模块57-61
• 4.2 多功能模块61-64
• 4.3 软启动模块64-66
• 4.4 迟滞热关断模块66-68
• 4.5 欠压锁存模块68-71
• 第五章 XD0798的版图设计及整体仿真71-77
• 5.1 XD0798的版图布局71-72
• 5.2 XD0798在不同负载情况下的仿真72-74
• 5.3 XD0798的重要性能特性74-77
• 结束语77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-85
• 作者简介85-86

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本文编号：649376