低EMI和低静态功耗的AC/DC转换器的设计

论文摘要

随着AC/DC开关电源的广泛应用,小功率（3W-5W）的AC/DC开关电源市场潜力很大。EMI（电磁干扰）污染已经是环境的第四大公害,它不仅对人体而且对工业等都有非常大的危害。能源问题是一直以来关心的问题,因为能源是有限的,我们需要做的是节能。本课题研究重点就是如何开发既对环境EMI污染小且功耗小的AC/DC小功率电源。本文通过频率抖动的办法来扩展频谱,减小单位频带上的能量,从而降低开关电源的EMI。它根据伪随机数的变化,在一个时钟周期的基础上对振荡器的频率进行调制,对工作频率进行百分之几的调制就能限制减低分子和谐波噪声。然后在整机应用电路中再加入一些传统的降低EMI的办法,比如增加EMI滤波器,snubber电路,增加Y电容等等,进一步减小整机的EMI。使得整机的EMI辐射减小到满足环境EMI测试标准。本文又采用了让芯片处于间歇模式的方法降低整机的待机功耗。由于待机情况下MOSFET关断损耗与开关频率成比例,因而频率越高损耗越高。因此我们设计在待机模式下,让PWM控制器中应该有自动降低频率,从而提高整机效率,降低待机功耗。最终能达到能源之星和blue angel的标准,待机功耗＜0.3W。本文主要完成了PWM IC的设计和针对此PWM IC的整机应用电路设计。最后还有成品测试结果和整机应用电路的测试结果都比较理想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 开关电源的介绍和分类
• 1.2.设计好开关电源需要注意的几个重要方面
• 1.3.研究AC/DC开关电源的意义
• 第二章 AC/DC整机功能应用电路图设计
• 2.1.一般开关电源集成器的几种方案介绍及相互优缺点
• 2.2 开关电源芯片的功能设计
• 2.2.1 引脚数
• 2.2.2 芯片的工艺及各管脚的耐压
• 2.2.3 启动电路
• 2.2.4 芯片PWM功能
• 2.2.5 整机待机功耗问题
• 2.2.6 EMC及EMI问题
• 2.2.7 欠压保护和自启动
• 2.2.8 工作频率
• 2.2.9 过流保护
• 2.2.10 短路保护
• 2.3.芯片的内部框图及整机电路图的设计
• 第三章 电路设计部分
• 3.1.启动电路
• 3.2.基准电压源
• 3.3.使能端,低阈值电压比较器
• 3.4.FB过压保护电路
• 3.5.振荡器电路设计
• 3.6.EMI电路
• 3.7 斜波发生器
• 3.8.误差放大器设计
• 3.9.RS触发器设计
• 3.10.栅驱动电路及电流限制点
• 3.11.SW欠压保护
• 3.12.版图的完成
• 第四章 流片后的成品测试
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢