一种高效率低待机功耗的副边反馈的AC-DC反激式变换器的设计

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近些年来,由于电子技术的快速发展和人们生活水平的提高,消费电子产品市场持续火热,全球市场对于开关电源的尤其是反激式变换器的需求日益增加。此外,随着世界能源愈发紧张,人们环保意识显著提高,绿色电源存在着极大的发展潜力。为了适应市场的需求,亟需研究设计一种高效率、低待机功耗的反激式变换器芯片。针对上述的要求,本文从提高电源的转换效率和降低其待机功耗两个方面进行了设计和研究。对于反激式变换器,传统提升转换效率的方法,电路结构复杂,成本高昂,只能提高特定负载下的转换效率,不利于实际生产。本文从副边反馈的反激式变换器系统的损耗着手,总结分析了六种主要损耗,归纳了开关频率和系统的原边峰值电流是影响系统损耗的主要因素。根据分析结果,为了降低损耗,提高系统的转换效率,设计了开关频率控制电路和峰值电流控制电路,随负载调节系统的开关频率和原边的峰值电流。在轻载时,系统降低开关频率,减少开关损耗,在重载时,系统限制原边峰值电流的大小,减少导通损耗,提高了系统整体的平均效率。另外,本文采用突发工作模式来降低待机功耗,通过反馈电压的控制,使得系统间歇工作,减少了系统在待机模式下的静态功耗。本文所设计的芯片采用华虹宏力HHNEC BCD 350nm GE工艺制造版图并进行流片,通过12V/1A的测试电路进行验证。测试结果表明:在90~265V交流输入电压下,系统的最大待机功耗为65m W。恒压输出12V时,系统的恒压输出精度为±1.3%,线性调整率为±0.6%,负载调整率±0.7%。重载下最大转换效率为86.48%,轻载下最低转换效率为82.66%,平均转换效率高于85%。所以,本文设计的反激式变换器具有高效率、低待机功耗的特点,在中低功率的反激式变换器市场上有着良好的应用前景。
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