基于單級(jí)Buck型PFC轉(zhuǎn)換器的環(huán)路穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子系統(tǒng)的不斷進(jìn)步，電子電器設(shè)備在日常生活中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染也日益增加，而功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是提高電子設(shè)備的功率因數(shù)、減少諧波失真、降低電網(wǎng)污染、提高電能利用率的有效方法，因此，電源芯片的PFC技術(shù)成了當(dāng)前電子領(lǐng)域關(guān)注和研究的焦點(diǎn)之一。其中，有源功率因數(shù)校正(APFC)技術(shù)不僅能夠提高功率因數(shù)和降低總諧波失真(THD)，同時(shí)因?yàn)槠漭斎腚妷悍秶?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)而其被廣泛應(yīng)用。為了適應(yīng)低

2、功率的電子設(shè)備應(yīng)用，本論文重點(diǎn)研究低成本高功率因數(shù)的PFC電源芯片的設(shè)計(jì)方法。
　　本論文設(shè)計(jì)了一款單級(jí) Buck型功率因數(shù)校正(PFC)電源管理類芯片XD5814A，并分析其環(huán)路穩(wěn)定性。首先論文闡述了降壓型PFC電源芯片的研究背景及其技術(shù)的重要性；其次介紹了功率因數(shù)校正技術(shù)的基本定義、控制方法，并給出了電源芯片XD5814A的電氣特性指標(biāo)和系統(tǒng)功能；再次，用狀態(tài)空間平均法給Buck型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建模和分析其穩(wěn)定性，并通過(guò)分析傳輸函數(shù)

3、的零極點(diǎn)來(lái)提高系統(tǒng)環(huán)路的穩(wěn)定性；最后，進(jìn)行電源芯片XD5814A的關(guān)鍵子模塊和整體電路的仿真并驗(yàn)證。針對(duì)以往功率因數(shù)校正電源芯片采用低帶寬濾波功能減低諧波失真而導(dǎo)致電源芯片環(huán)路系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)慢的缺陷，本電源芯片的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器采用增強(qiáng)壓擺率的新穎結(jié)構(gòu)；同時(shí)本電源芯片采用準(zhǔn)諧振模式的控制方式提高工作效率和采用固定導(dǎo)通時(shí)間控制實(shí)現(xiàn)交流輸入電流波形跟隨交流輸入電壓波形，從而達(dá)到高的功率因數(shù)。此外，為了提高電流控制精度，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，本電源

4、芯片的電感電流采樣電路獲得精確的輸出電流信息從而實(shí)現(xiàn)輸出恒流的控制；為了提高提高電源芯片的安全可靠性，在其內(nèi)部集成欠壓鎖存電路、開(kāi)路保護(hù)電路和過(guò)溫保護(hù)電路等保護(hù)系統(tǒng)；同時(shí)為了縮短電源芯片的研發(fā)周期，在其內(nèi)部集成了可測(cè)性電路。
　　本論文設(shè)計(jì)的Buck型PFC電源芯片有效地減小電流畸變，很好地實(shí)現(xiàn)輸入電流跟隨輸入電壓的相位，大大降低了THD，在0.35μm，5V/40V/600V BCD工藝模型下，用Hspice工具進(jìn)行仿真與驗(yàn)證，