700V混合调制模式离线电源芯片：高性能与轻载优化设计

本文主要探讨了一种采用混合调制模式的离线开关电源芯片的设计。在当前电子行业中，单片开关电源管理集成电路因其高集成度、成本效益、简洁外围电路和出色的性能指标而备受青睐。它们能够构建高效率的无工频变压器隔离式开关电源，对于中、小型功率应用、精密电源、专用电源以及开关电源模块的开发具有重要意义，推动了开关电源向小型化、轻量化和高效能方向发展。 作者廖平基于CMOS工艺，以PI公司TNY芯片的电性参数作为参考，进行了创新性的设计。这种新型芯片的核心特点在于其内置了耐压高达700V的功率管，理论最大输出功率可达15W。设计的关键在于其独特的混合调制模式，这种模式能够根据外部负载的变化动态调整开关的工作模式。内部集成的极限电流状态机和自动重启电路协同工作，能够精确感知负载的轻重，当负载较轻时，输出功率会相应降低，而在负载加重时，输出功率会提升，确保在各种工况下都能实现最优的能源转换效率。 论文首先概述了开关电源的基本原理，包括脉宽调制（PWM）和频率调制（PFM）等常见的调制模式，让读者理解基本概念。接着，作者详细阐述了反激变换器的工作原理及其在芯片中的实际应用，构建了完整的电路框架图，展示了芯片的系统结构。 在后续章节，设计重点转向芯片内部的数字逻辑部分，如状态机的设计，它负责监控和控制开关的工作流程；自动重启电路则确保在出现短暂故障时，能迅速恢复稳定供电；电容选择电路则针对不同负载需求优化储能和放电性能。这些数字电路的精密设计体现了作者在硬件实现上的深厚功底。 这篇硕士论文深入研究了混合调制模式在离线开关电源芯片中的应用，不仅提供了芯片的详细设计思路，还揭示了如何通过优化控制策略来提高电源系统的整体性能，对开关电源领域的研究和发展具有实际的参考价值。