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随着各种消费类电子市场的不断增长,电源管理芯片的需求也越来越广。其中,反激变换器因为其低成本、小体积和宽输入范围等优点被广泛的应用于小功率设备中。反激变换器按照输出电压的采样方式可分为两类:原边反馈反激变换器和副边反馈反激变换器,原边反馈反激变换器采用辅助绕组代替副边反馈反激变换器中的光耦器件和TL431等组件,更加小型化和高效,因此原边反馈的应用也更加广泛。但是传统的原边反馈反激变换器的辅助绕组也占据不小的体积,且变换器通常工作于断续电流模式中,输出大功率时,因为大的峰值电感电流在变压器漏电感上存储了过多的能量,而导致效率低下。因此,更进一步缩小反激变换器体积,优化系统效率具有重要的意义。本文针对辅助绕组占据过多面积,断续电流模式工作效率不高等问题设计了一款基于边界模式(Boundary Conduction Modary,BCM)的反激变换器。本文设计的反激变换器采用了原边反馈的控制方式,但是消除了辅助绕组,且采用边界模式代替断续电流模式,优化了大的峰值电感电流导致的问题。为了解决输出电压采样的问题,本文根据退磁状态时输出电压会反激到功率管漏端的特点,通过VIN箝位电路将输出电压的信息转化为电流输入控制芯片,并由膝点检测电路和采样保持电路实现了输出电压的采集。并且,通过复用膝点检测电路保证系统工作于边界导通模式。此外,设计了可变延时电路来解决边界模式下系统的开关频率随负载变小而加快的问题,优化了系统轻载模式的效率。最后,设计了一个高电源抑制比低温度系数的一阶带隙基准电路来产生基准电压为其余电路提供参考电压。本文首先介绍了反激变换器的研究现状和各种控制原理,然后采用开关状态平均法对边界模式的反激变换器进行系统建模,研究环路补偿策略保证系统环路的稳定性,并通过Simplis仿真验证。之后,对输出采样电路、动态延时电路和基准电路进行了详细的分析和仿真验证。最后,分析了功率级电路,并基于0.35μm工艺,对系统进行了整体仿真验证。仿真结果说明,系统重载下的输出精度为98.5%,轻载下的输出精度为97.6%,达到了预期设计目标。