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谐振式PWM电源管理芯片设计

作　者: 戴扬
导　师: 张鹤鸣；高勇
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 谐振技术软开关电源电压基准误差放大欠压锁存
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着电子技术的高速发展,电子设备的种类也越来越多,它们对电源的要求也越来越高,是以电源更轻、更薄、更小和更高效率为发展方向。传统的线性稳压电源已经不能满足要求,而开关电源在使用时比线性电源具有更高的效率和灵活性。本文设计的是一种谐振式PWM电源控制芯片。论文首先介绍了开关电源的相关基础理论,在此基础上设计了该控制芯片的系统结构及各模块电路。该芯片包括一个高精度参考电压源,宽带宽误差放大器,一个频率可达3MHz的可变频率振荡器,双高电流的图腾柱输出驱动器和一个单次触发定时器。芯片输出模式可以编程设定为如A关闭,B关闭; A和B都关闭,或A,B分别关闭。该芯片还包含一个通用比较器,一个快速故障检测比较器,软启动电路和一个复位启动延迟电路。此外,芯片内部还包含有欠压锁存电路,用以保证在启动期间能使输出级处于低电平和输入电源电流处于最小的安全节能状态。本文对芯片的系统结构及功能,各个模块的电路构成及功能进行了分析及仿真,结果表明能达到设计要求的指标,达到了预期设计目标。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 开关电源概述  7-8
  1.2 开关电源的发展及国内外现状  8
  1.3 开关电源的电路结构  8-9
  1.4 开关电源未来主要发展方向  9
  1.5 本文主要研究内容及章节安排  9-11
第二章开关电源技术  11-21
  2.1 开关稳压电源工作原理  11-12
  2.2 开关电源主要控制方式分类  12-14
  2.3 硬开关PWM 变换器  14-16
  2.4 软开关技术（谐振开关技术）  16-19
  2.5 本章小结  19-21
第三章电源管理芯片系统设计  21-27
  3.1 芯片的主要设计功能和特点  21
  3.2 芯片系统结构  21-23
  3.3 芯片的工作原理简述及端口说明  23-25
  3.4 本章小结  25-27
第四章模块设计与仿真  27-65
  4.1 基准电压模块  27-32
    4.1.1 带隙基准源原理  28-29
    4.1.2 电源供电及基准模块设计指标  29
    4.1.3 基准模块电路设计  29-30
    4.1.4 基准模块电路仿真  30-32
  4.2 欠压锁存模块  32-37
    4.2.1 欠压锁存模块原理  32-33
    4.2.2 欠压锁存模块设计指标  33
    4.2.3 欠压锁存电路设计  33-36
    4.2.4 欠压锁存电路仿真  36-37
  4.3 误差放大器模块  37-44
    4.3.1 误差放大器模块设计指标  38
    4.3.2 误差放大器电路原理  38-39
    4.3.3 误差放大器电路设计  39-42
    4.3.4 误差放大器电路仿真  42-44
  4.4 振荡器和单次触发定时器模块  44-52
    4.4.1 振荡器模块设计指标  44-45
    4.4.2 振荡器和单次触发定时器电路原理及电路设计  45-50
    4.4.3 振荡器电路仿真  50-52
  4.5 故障检测模块设计  52-56
    4.5.1 故障检测电路模块设计指标  52
    4.5.2 故障检测模块原理  52-53
    4.5.3 故障检测模块电路设计  53-55
    4.5.4 故障检测电路仿真  55-56
  4.6 闲置比较器模块  56-58
    4.6.1 闲置比较器模块设计指标  57
    4.6.2 闲置比较器电路设计  57-58
    4.6.3 闲置比较器电路仿真  58
  4.7 输出模块  58-62
    4.7.1 输出部分设计指标  59
    4.7.2 输出模块原理及电路设计  59-60
    4.7.3 输出部分电路仿真  60-62
  4.8 系统整体电路及其仿真  62-63
  4.9 本章小结  63-65
第五章总结与展望  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-71

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