具有自動重啟功能的DC-DC變換器控制電路的設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、開關(guān)電源系統(tǒng)由于其具有高效率、高可靠性、體積小和抗干擾能力強等優(yōu)點,使得開關(guān)電源變換器電路成為國內(nèi)外廣泛研究的對象。本文設(shè)計了一種具有自動重啟功能的開關(guān)電源變換器電路,該開關(guān)電源變換器將耐壓600V的高壓功率LDMOS和低壓控制電路集成在同一芯片上,利用簡單的外圍電路即可構(gòu)成高效率的開關(guān)電源系統(tǒng);采用跨周期調(diào)制模式(Pulse-cycleSkipModulation,PSM)和電流極限控制模式相結(jié)合的雙環(huán)控制模式,使開關(guān)電源在不同負載,

2、尤其是輕負載下都具有高效率;具有自動重啟、過溫、過流和過壓/欠壓等多重保護功能;采用頻率抖動技術(shù)(FrequencyJittering,F(xiàn)J)降低電磁干擾(ElectromagneticInterference,EMI)。該變換器電路的主要設(shè)計指標(biāo)為:最大輸出功率9W,空載時芯片的功耗低于50mW,開關(guān)頻率為132KHz,最大占空比為65%,熱保護溫度135℃。 電路仿真是集成電路設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),仿真時所用的器件模型參數(shù)的精度

3、是影響仿真精度的首要因素。本文簡要介紹了低壓MOS管的基本模型參數(shù)的提取,采用曲線擬合的方法,通過對器件仿真的數(shù)據(jù)進行擬合得到這些參數(shù)。 在電路設(shè)計中,本文首先分析了開關(guān)電源電路的基本拓撲結(jié)構(gòu)和PSM調(diào)制模式,接著對開關(guān)電源變換器進行了系統(tǒng)的原理分析并設(shè)計了總體框圖,然后詳細設(shè)計了振蕩器電路,熱保護電路,自動重啟計數(shù)器電路和主控門邏輯等子電路并進行了功能仿真。振蕩器電路產(chǎn)生一個頻率在132KHz附近抖動的矩形波作為整個電路的時鐘

4、信號。熱保護電路在芯片溫度高于135℃時關(guān)斷功率LDMOS以保護芯片不被燒壞。在對過熱保護電路深入分析后,設(shè)計了一個電路來實現(xiàn)室溫(25℃)下檢測過熱保護電路是否正常工作的功能。自動重啟計數(shù)器電路使電路的保護功能更加完善,并在自動重啟時降低振蕩器頻率以降低芯片的靜態(tài)功耗。主控門電路實現(xiàn)各子電路對功率LDMOS的最終控制并驅(qū)動功率管。 在完成子電路的仿真和整體電路的功能仿真后,利用Cadence軟件平臺進行了整體電路的版圖設(shè)計和D

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