ACDC开关电源控制芯片的PWM调制模式设计

"ACDC开关电源设计" 开关电源是一种高效能的电力转换装置，它通过调节输出电压或电流来适应不同的负载需求。AC-DC开关电源设计涉及到多种技术，包括调制模式、控制模式以及集成电路的设计。本文深入探讨了开关电源控制芯片的核心技术，特别是脉宽调制（PWM）在开关电源中的应用。 PWM调制模式是开关电源控制的关键，分为电压型和电流型两种主要类型。电压型PWM控制着重于维持输出电压的稳定，通过调整开关元件的导通时间来改变输出电压平均值。而电流型PWM控制则侧重于电流的精确控制，适用于需要精确电流控制的应用，如电机驱动和分布式电源系统。这两种模式各有优势，电压型适合于负载变化大的场合，电流型则在稳定电流输出和环路控制上有优势。 在本文中，作者王峰选择了PWM控制器的峰值电流型控制方式，这种方式能在保持良好动态响应的同时，提供更精准的电流控制。通过分析PWM控制器芯片的内部系统框架，作者设计了一款基于双极工艺的AC-DC脉宽调制开关电源控制芯片。双极工艺允许芯片在高频下工作并提供高性能的输出特性。 论文详细阐述了设计过程，包括电压基准源、振荡器、保护电路和斜坡补偿等关键功能模块的设计。其中，电压基准源确保了稳定的参考电压，振荡器产生PWM信号，保护电路用于防止过压、过流等异常情况，斜坡补偿则有助于改善系统的稳定性。特别地，设计中采用了一种简洁的电路结构来检测输出电压，降低了误差放大器精度对PWM控制芯片性能的影响，同时减小了芯片面积，降低了成本。 设计的芯片在华润晶芯1.8μm Bipolar工艺库中实现，经过Cadence Spectre仿真验证，满足了设定的性能指标，如工作温度范围为0°C至130°C，工作频率可达60kHz，输出信号的最大占空比为78%。最后，通过设计芯片版图并进行DRC（Design Rule Check）和LVS（Layout Versus Schematic）验证，完成了整个设计流程。 AC-DC脉宽调制开关电源控制芯片设计是电力电子学的重要研究方向，对于提升开关电源的效率、稳定性和集成度有着重大意义。本文的研究成果不仅为开关电源设计提供了新的解决方案，也为后续的电源管理集成电路设计提供了理论和技术支持。