基于双极工艺的AC-DC PWM开关电源控制芯片设计与应用

随着信息技术的飞速发展，开关电源作为通信设备、消费电子产品等的核心组成部分，其需求量与日俱增。为了满足这种增长，提高能效并实现小型化，集成化的开关电源控制技术成为关键趋势。其中，脉宽调制（PWM）控制芯片因其优良的频率响应、高线性度以及低输出电压纹波，成为了功率电子学研究的热点。 本文针对这一背景，以双极工艺为基础，运用Cadence EDA设计工具，深入剖析了开关电源的工作原理。作者设计了一款AC/DC脉宽调制开关电源控制芯片，着重于芯片的系统架构优化。设计过程中，作者详细探讨了不同类型的开关电源控制芯片实现策略，着重构建了包括电压基准源、振荡器、保护电路和斜坡补偿等在内的核心功能模块。这种设计策略旨在通过简化输出电压检测电路，有效抵消误差放大器精度不高对控制性能的影响，同时减少了芯片的尺寸，降低了制造成本。 电路设计采用了华润晶芯1.8V Bipolar工艺库，经过Cadence Spectre的仿真验证，确保芯片达到了预设的技术指标。后续，作者进行了芯片版图设计，并通过DRC（Design Rule Check，设计规则检查）和LVS（Layout Versus Schematic，版图与原理图一致性检查）验证，确保了整个设计流程的准确性。 该设计的AC/DC PWM开关电源控制芯片具有广泛的适用性，工作温度范围在0°C至130°C之间，工作频率高达60kHz，输出信号的最大占空比可以达到78%。这些特性使得它在通讯、计算机等领域的应用中表现出色，体现了作者对于高性能、高可靠性的追求。 本文的研究不仅提升了开关电源控制芯片的技术水平，也为电力电子器件的进一步小型化和集成化提供了有价值的设计思路和技术支持。这不仅推动了开关电源技术的进步，也为相关行业的创新和发展做出了贡献。