反激式开关电源功率三极管自适应驱动电路设计

发布时间：2017-10-28 15:34

  本文关键词：反激式开关电源功率三极管自适应驱动电路设计

  更多相关文章： 开关电源 功率三极管 自适应分段驱动 开关速度 开关损耗

【摘要】：反激式开关电源具有效率高、外围辅助电路简单、可靠性好等优点,广泛应用于中小功率电源及适配器中。随着开关电源向着数字绿色化方向发展,在电路设计的过程中,功率管的开关速度和损耗成为了日益关注的话题,本文将对其进行研究与优化设计。本文首先介绍了三极管作为开关使用时的工作原理,讨论了其工作状态的判断方式,进一步分析了影响开关速度与损耗的因素,从而就如何提高开关速度,降低损耗给出了本文的三极管驱动电路的设计思路：针对反激式开关电源中流过原边电感的不同峰值电流,驱动电路采取自适应分段驱动策略,从而降低轻载情况下的开关损耗,同时基于传统数字控制算法,采用大电流开启与预关断的方式提高了开关速度。论文对提出的驱动策略进行了电路设计与版图实现,并进行了仿真验证。采用CSMC1μm700V工艺设计了整个驱动电路的模拟部分,仿真结果表明,本论文设计的三极管驱动电路,可以兼容现有数字电源控制算法,基极驱动电流大小范围是9.8mA-31.3mA,电流精度为±0.3mA。相较于传统驱动方式,在轻载和半载时,基极驱动功耗分别降低了28.4%和13.7%。
【关键词】：开关电源 功率三极管 自适应分段驱动 开关速度 开关损耗
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景与意义8-9
• 1.1.1 课题背景8-9
• 1.1.2 研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 课题主要工作10-12
• 1.3.1 主要内容10-11
• 1.3.2 关键点或难点11
• 1.3.3 电路设计要求和指标11-12
• 1.4 论文组织结构12-14
• 第二章 功率BJT和驱动电路14-24
• 2.1 功率BJT的开关特性14-17
• 2.1.1 三极管的开关作用14-16
• 2.1.2 驱动电流与饱和深度16-17
• 2.2 三极管的瞬态开关特性17-21
• 2.2.1 开关应用的过渡过程17
• 2.2.2 延迟过程17-19
• 2.2.3 储存时间19-21
• 2.2.4 提高开关速度的措施21
• 2.3 小电流时放大系数β的下降21-22
• 2.4 三极管的开关损耗22
• 2.5 小结22-24
• 第三章 开关电源功率管分段驱动原理分析24-32
• 3.1 反激式开关电源的工作原理24-25
• 3.1.1 常见的反激式开关电源24
• 3.1.2 原边反馈反激式开关电源中功率管驱动原理24-25
• 3.2 峰值电流控制模式的PSR反激式开关电源25-27
• 3.2.1 峰值电流控制模式原理25-26
• 3.2.2 三极管分段驱动设计原理26-27
• 3.3 驱动电路系统级验证27-30
• 3.3.1 系统设计仿真环境27-28
• 3.3.2 系统电路设计28
• 3.3.3 系统级仿真28-30
• 3.4 小结30-32
• 第四章 功率BJT驱动电路的设计32-52
• 4.1 电路框图32-33
• 4.2 电路模块设计与仿真33-46
• 4.2.1 电流镜组电路33-40
• 4.2.2 功率BJT关断抽取电流泄放电路40-41
• 4.2.3 最佳基极驱动波形41-42
• 4.2.4 自适应数字算法设计42-46
• 4.3 设计指标比较46-47
• 4.5 工艺器件平台47-48
• 4.6 版图设计48-49
• 4.7 后仿真49-51
• 4.8 本章小结51-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 总结52
• 5.2 展望52-54
• 致谢54-56
• 参考文献56-57

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本文编号：1108894