【摘 要】
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科技高速发展,各式各样的用电设备不断出现,满足了人们的种种需求,而用电设备都离不开电源的支持。开关电源因为体积小、效率高等优势,逐渐替代线性电源,其中AC/DC转换器承担着交流电的转换工作,应用广泛。反激式AC/DC转换器由于其结构简单并且成本低,被广泛用于许多小功率应用中。传统情况下,转换器的输出电压和电流是通过光耦器件和副边误差放大器构成副边反馈进行调节。虽然副边反馈反激式转换器的电压转换精度
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科技高速发展,各式各样的用电设备不断出现,满足了人们的种种需求,而用电设备都离不开电源的支持。开关电源因为体积小、效率高等优势,逐渐替代线性电源,其中AC/DC转换器承担着交流电的转换工作,应用广泛。反激式AC/DC转换器由于其结构简单并且成本低,被广泛用于许多小功率应用中。传统情况下,转换器的输出电压和电流是通过光耦器件和副边误差放大器构成副边反馈进行调节。虽然副边反馈反激式转换器的电压转换精度高、响应速度良好,但是在待机状态下会有额外的损耗并且会因温度的升高导致电流传输比下降。与副边反馈相比,原边反馈方法省去了光耦器件,节省了PCB板空间并且降低成本和待机功耗。本文基于原边反馈反激式AC/DC转换器,采用Nuvoton 0.35um BCD process进行控制芯片的设计与开发,主要研究成果如下:第一,对原边反馈反激式AC/DC转换器工作时的波形进行分析,推导运用辅助绕组进行输出电压检测时的最佳采样时间,并且对漆点电压检测的关键模块进行原理分析说明,设计完整的电压检测控制电路。第二,论述恒流输出控制的工作原理,运用基准电压和消磁时间设计峰值电流阈值生成电路,同时对电路进行简化,利用模型进行电路的工作原理分析,最后设计完成恒流控制回路。峰值电流阈值模块和相关的控制技术,使得转换器的恒流输出片外可调,由原边电路上的检测电阻和变压器匝数比控制。第三,分析带隙基准电压的工作原理,设计完成可进行电压修调的基准电压模块,-25℃～125℃范围内温漂系数为22ppm/℃,100KHz频率下电源抑制比高于40d B,可修调范围为-4.55%～+9.21%;分析工作时钟频率对系统电磁干扰的影响,设计具有频率抖动的振荡器降低整个系统的电磁干扰,高频工作状态下频率范围为62k Hz～69k Hz。本芯片利用Cadence、Spetre等工具完成设计仿真工作,第一版流片测试结果如下:恒压功能运行正常但需改进,当输入电压从100V变为320V时,输出电流精度在5.4%内;当负载从1.6Ω变为4.5Ω时,输出电流变化为4.1%。芯片性能的改善与优化工作在第二版的流片工作中。
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