多模式綠色開(kāi)關(guān)電源控制器設(shè)計(jì).pdf

1、高效率智能化的綠色電源是任何一個(gè)優(yōu)良的有源電子系統(tǒng)所應(yīng)具備的。集成了多模式控制和監(jiān)視保護(hù)功能的脈寬調(diào)制（PWM）集成電路芯片，是當(dāng)今開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的核心部分，優(yōu)良的PWM控制集成電路芯片可以大大減小了當(dāng)今開(kāi)關(guān)電源的體積并提高效率和可靠性。 本文設(shè)計(jì)了一款多模式高效率高可靠性低干擾的綠色開(kāi)關(guān)電源控制芯片。準(zhǔn)諧振（QR）與脈頻調(diào)制（PFM）聯(lián)合的工作模式為在非常寬的輸出功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率提供了可能。可控脈沖觸發(fā)（Burst）的待

2、機(jī)模式保證在待機(jī)情況下功耗小于300mW。準(zhǔn)諧振工作模式在提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)減小了電磁干擾。 為了實(shí)現(xiàn)可靠的準(zhǔn)諧振工作模式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的波谷檢測(cè)電路是十分關(guān)鍵的，因?yàn)橹挥性诠β使苈O的電壓極低值開(kāi)啟功率開(kāi)關(guān)管（MOSFET）才可以將開(kāi)啟損耗降到最小。在開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，負(fù)載端的儲(chǔ)能電容兩端電壓為零，相當(dāng)于一個(gè)非常大的負(fù)載，可能引起錯(cuò)誤的過(guò)載過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。在芯片啟動(dòng)時(shí)將過(guò)載過(guò)流保護(hù)屏蔽一段時(shí)間可以解決此問(wèn)題，但是這樣做不僅降低了芯片的

3、可靠性，還可能使輸入端產(chǎn)生“浪涌電流”造成輸入電壓波形塌陷使供電質(zhì)量變差，還帶來(lái)電磁干擾（EMI）等諸多問(wèn)題。 本文在控制器中設(shè)計(jì)了一個(gè)軟啟動(dòng)電路，使開(kāi)關(guān)電源能夠在開(kāi)啟的一段時(shí)間內(nèi)逐步提高占空比來(lái)給負(fù)載電容充電，當(dāng)負(fù)載電容電壓達(dá)到輸出額定電壓后，軟啟動(dòng)結(jié)束并自動(dòng)切換到正常工作模式。為了提高芯片的穩(wěn)定性和可靠性，本文還設(shè)計(jì)了完善的各保護(hù)電路，包括過(guò)載保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓鎖定、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等，目的是讓芯片在任何可預(yù)見(jiàn)的惡劣情況

4、下都能使保護(hù)電源系統(tǒng)和芯片本身，使之成為一款真正的綠色智能芯片。針對(duì)準(zhǔn)諧振電流模式開(kāi)關(guān)電源在一定程度上犧牲了電流模式中的電壓前饋特性。 本文詳細(xì)分析了問(wèn)題產(chǎn)生的原因，研究了解決的方法，設(shè)計(jì)了線電壓前饋補(bǔ)償模塊。仿真結(jié)果的對(duì)比表明，在同一電源系統(tǒng)中，采用加入電壓補(bǔ)償模塊的芯片可將原系統(tǒng)0．5％的輸入電壓調(diào)整率降至0．17％以內(nèi)。電壓前饋特性的改善不僅可以提高電源輸出的質(zhì)量，還可以減小濾波電容的大小節(jié)約電源成本，而且小的濾波電容對(duì)只