【41页】毕业设计_PWM芯片电路设计及在开关电源中的应用.doc文档在线阅读 ㊣ 精品文档 值得下载

状基础上，提出种峰值电流型控制芯片的设计。

首先对芯片的工作原理和系统构成进行了研究和分析，包括开关电源变换器的整个控制回路。

控制回路包括误差放大器，基准电压源，振荡器，比较器和保护电路等，完成了具体电路的设计，给出了所有的电路图。

其次对芯片的在开关电源中的些外部应用电路进行举例和应用分析。

关键词控制运算放大器基准电压源振荡器四川理工学院本科毕业设计论文代信敏芯片设计及在开关电源中的应用摘要第章引言背景现状和发展趋势控制型开关电源电路原理开关电源的基本工作原理电路的分类本文的主要工作第章控制芯片电路的原理控制芯片原理控制芯片电路的结构设计第章芯片电路设计及工作过程欠压锁定基准电压源带隙基准电压源普通可调直流基准源的介绍电压调节器振荡器振荡器原理振荡器电路电压误差放大器电流比较器电流比较器过流保护系统系统芯片电路及工作过程第章芯片电路在开关电源中的应用芯片外部应用电路芯片在开关电源保护电路的中的应用四川理工学院本科毕业设计论文芯片电路在单端反激式开关电源中的应用第章结束语致谢参考文献代信敏芯片设计及在开关电源中的应用第章引言背景现状和发展趋势近几年变频调速技术获得不断的进步和发展特别是在家用电器行业方面的应用。

低廉节能高效静音以及高可靠性的变频产品成为趋势，各种新型的控制芯片不断涌现。

数字化的控制芯片相对模拟控制芯片如等，因其抗干扰抗温漂等方面的优点成为主流产品。

典型调速控制芯片特点随着微处理器技术的发展，其与技术相结合，形成了各类特色的控制方案，主要可分为以下几类采用单的通用微处理器单片机来产生。

该方案只须采用单个芯片，功能强灵活易于保密，但所有的信号的产生均需占用大量的工作时间，软件开发周期长，通用性差，不利于产品的更新换代。

采用专用大规模集成电路产生信号。

如公司的，无须微处理器配合，属于纯硬件实现方法，使用简单，省去编写软件的麻烦，开发周期短，但欠灵活性，难以实现更多的功能。

采用微处理器和专用大规模集成电路相结合的方式，可以兼具灵活简单易于开发功能勿展的特点，如公司的，公司的等，但成本较高。

采用专用调速控制芯片。

此类芯片内部集成有发生器转换器或快速可擦写存储器等适用于电动泪调速的外围硬件设备，大大减少的十预时间，保证可以实现更多复杂的控制功能。

这类芯片很多，如东芝公司的八位单片机，公司的八位单片机，公司的位微处理器。

特别是高速运算能力核的嵌入常见的如公司的系列公司的系列，使得此类芯片完全可以实现高性能的控制算法，如磁场定向控制无速度传感器矢量控制等。

四川理工学院本科毕业设计论文控制型开关电源电路原理近年来，脉宽调制控制技术得到较快速发展，用控制开关变换器，即开关电源。

控制方式的开关电源因为电路简单，控制方便而获得普遍应用。

相对传统的线性电源而言，开关电源具有体积小，成本低，效率高等显著优点。

在电源领域内开关电源的应用越来越广泛。

开关电源的基本工作原理开关电源以半导体开关器件的启闭为基本原理，即通过控制开关晶体管开通和关断的世界比率，维持稳定输出电压的种电源。

开关电源的换能电路将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压经滤波转换成直流电压。

开关稳压电源的电路原理框图如图所示。

开关电源包括主电路和控制电路两部分。

虚线框内是控制电路部分，是本文所要设计的芯片。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有定脉动成份的直流电源，该电压通过功率转换电路进入高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

反馈控制电路为脉冲宽度调制器，它主要由取样器比较器振荡器脉宽调制及基准电压等电路构成。

这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源专用集成电路。

控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

开关电源的功率调整器件处于开关工作状态。

作为开关而言，导通时，压降很小，几乎不消耗能量，关断时漏电流很小，也几乎不消耗能量，所以开关电源的公路转换效率可达以上。

开关电源的滤波电感的体积和重量也因为工作频率提高而减小，所需的滤波电容也减小。

代信敏芯片设计及在开关电源中的应用电路的分类控制型的开关电源可分为两类型，种是电压控制型，它只对输出电压采样，作为反馈信号进行闭环控制。

采样脉宽调制技术，调节输出电压。

从控制的角度看，这是种单环控制系统。

另种是电流控制型，在电压控制的基础上，增加个电流反馈环节，使其成为双环控制系统，从而提高了电源性能。

图为电压控制型开关电源的原理图。

电源输出电压的采样值与参考电压进行比较放大，得到误差信号，它与锯齿波信号比较后，由脉宽比较器输出占空比随输出电压变化的波，从而控制输出电压保持稳定。

这就是控制的原理，它是个单环控制系统。

功率转换电路高频变换器图开关稳压电源的电路原理框图输出整流滤波取样器比较器脉宽调制振荡器基准电压输入整流滤波四川理工学院本科毕业设计论文误差放大脉宽比较器锯齿波电路整流滤波采样电路参考图电压控制型开关电源原理图图为电流型开关电源的原理图。

它是个双环控制系统，有个内环，个外环电压环。

其工作原理是恒频时钟脉冲置位锁存器，输出高电平信号。

驱动开关管导通。

随着开关管中的电流脉冲逐步增大，当电流在采样电阻上的电压幅值达到电平时。

脉冲比较器翻转，锁存器复位，驱动信号变低，开关管关断。

电路就是这样逐个的检测和调节电流脉冲。

误差放大脉宽比较器整流滤波采样电路参考锁存器时钟图电流型脉宽调制器原理框图本文的主要工作多年来，集成开关电源沿着集成化方向发展，首先是对开关电源的核心代信敏芯片设计及在开关电源中的应用单元控制电路实现集成化。

年国外首先研制成脉宽调制控制器集成电路，美国摩托罗拉公司硅通用公司尤尼德公司等相继推出批芯片，典型产品有芯片。

年代以来，国外又研制出开关频率达的高速脉冲频率调制芯片，典型产品有。

本文的主要工作是设计开关电源的芯片电路，该集成电路采用工作方式，需要较少的外部元件即能构成完整的开关电源，工作频率，并具有过流保护功能。

第章介绍开关电源的背景现状和发展趋势，同时介绍了开关电源的原理，并对本文的章节进行安排。

第二章介绍开关电源控制电路的原理和基本结构。

第三章介绍控制芯片各个模块电路原理，所设计的具体电路。

第四章介绍控制芯片几种典型的开关电源中的应用。

第五章总结该电路的设计工作。

四川理工学院本科毕业设计论文第章控制芯片电路的原理控制芯片原理电流控制的技术是种新颖的控制技术，年由美国公司提出。

该技术由不同路线方案来实现，其共同特点是利用电感电流的反馈直接去控制功率开关的占空比，以实现峰值电流对电压反馈的跟踪。

电流型控制分为峰值电流控制平均电流控制和滞环电流控制。

峰值电流控制峰值电流控制是最常用的电流型控制方式。

以变换器为例，峰值电流型控制系统原理如图。

每个开关周期开始，由时钟信号经过触发器，驱动开关导通，当电流的检测信号峰值达到电流给定值时，触发器翻转，开关关断。

因此只要系统中电流稍有变化，占空比可以较快产生调节作用，使输出电压接近给定。

峰值电流型控制的优点是消除了输出滤波电感在系统传递函数中产生的极点，使系统传递函数由二阶降为阶，解决了系统有条件的环路稳定问题具有良好的线性调整率和快速的动态响应固有的逐个开关周期的峰值电流限制，简化了过载保护和短路保护多个电源模块并联式易于实现均流。

缺点是不能准确控制电感的平均电流，回路增益对电网电压变化敏感，开关噪声容易造成开关管误动作等。

驱动图峰值电流控制系统原理框图代信敏芯片设计及在开关电源中的应用平均电流型控制图以变换器为例，给出平均电流控制的电路框图，电流给定信号式电压调节器的输出，图中未画出电压环。

平均电流型控制方案需要检测电感电流，电流检测信号与电流给定比较后，经过电流调节器生成控制信号，再与锯齿波调制信号比较，产生脉冲。

电流调节器般采用型补偿网络，可以滤除采样信号中的高频分量，与峰值电流控制相比，它直接控制电感电流的平均值，抗扰性好。

但是检测电感电流有时比较复杂，或检测元件损耗较大。

图平均电流控制的电路框图滞环电流型控制图以开关变换器为例，给出滞环电流型控制的电路框图，图中未画出电压环。

滞环电流型控制也是检测电感电流，与电流给定值比较后，输入给滞环比较器或滞环逻辑元件。

为实现滞环电流型控制，滞环比较器中设定上限值和下限值。

当电感电流的检测信号下降到下限时，比较器输出高电平，使功率开关关断，电感电流下降。

被检测的电感电流决定了开关关断开通时间。

滞环控制方式下，变换器是变频工作的，其开关频率般随输入电压输出电压和负载的变化而变化，因此输入输出滤波器的设计比较复杂。

四川理工学院本科毕业设计论文图滞环电流型控制的电路框图控制芯片电路的结构设计芯片的主要特点是开关频率备用电流，最大电流在开关频率时所需电流低至逐周限流时间快至误差放大器的基准电压为振荡器放电电流精确新型的欠压锁定模块所设计的控制器，它主要包括欠压锁定电路，振荡器，电流比较器，电压调节器，误差放大器，过流保护和用做基准的参考电压部分。

内部结构功能框图如下图。

代信敏芯片设计及在开关电源中的应用图芯片结构框图振荡器振荡器的工作频率和放电电流都是调整好的，并且严格设定了工作频率和死区的最小变化率。

振荡频率由外接电阻决定。

的放电电流由通过的电流和控制芯片内部的放电电流之差决定。

设计控制芯片内部的放电电流为。

的阻值较大时，放电时间由控制芯片内部的放电电流和的容量决定。

的阻值较小时，对放电时间也有较大的影响。

在个振荡周期内，电容充电时，输出脉冲最大占空比受振荡器的可控死区限制。

电压误差放大器设计电压误差放大器的直流增益为，增益带宽为。

内部的基准电压经分压后产生电压，该电压直接加在电压误差放大器的同向端。

开关电源的输出电压经过电阻分压后反馈到放大器的反响输入端。

设