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用于AC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片的片內(nèi)電源電路

作者: 時(shí)間:2012-06-28 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:本文設(shè)計(jì)了一種應(yīng)開(kāi)關(guān)的片內(nèi)。該輸入電壓范圍110V~220V,輸出電壓穩(wěn)定在約5.8V。本僅在開(kāi)關(guān)中功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷的半周期,通過(guò)高壓JFET抽取外部電源電能給儲(chǔ)能電容充電,來(lái)維持輸出電壓的穩(wěn)定,具有輸入電壓范圍廣,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。通過(guò)HSPICE仿真實(shí)驗(yàn),取得預(yù)期的效果。
關(guān)鍵詞:片內(nèi)電源;;低功耗

片內(nèi)電源電路是集成在半導(dǎo)體內(nèi)部的電源模塊。其作用主要是從外部電源(例如220V市電)中獲取電能,并把能量轉(zhuǎn)化芯片內(nèi)部其它模塊可接受的穩(wěn)定直流電平,給內(nèi)部其它模塊供電。目前,片內(nèi)電源在紋波幅度、調(diào)整范圍、功耗等技術(shù)指標(biāo)上還不能達(dá)到外部電源的水平,但是,片內(nèi)電源具有設(shè)計(jì)指標(biāo)靈活、成本低廉、可集成等外部電源不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此,片內(nèi)電源將會(huì)成為未來(lái)電源的另一個(gè)發(fā)展方向。

1 電路結(jié)構(gòu)及功能分析
如上圖1所示,是本文設(shè)計(jì)的應(yīng)芯片的片內(nèi)電源電路整體結(jié)構(gòu)。Vin為片內(nèi)電源電路的輸入端口,220V的交流電源經(jīng)過(guò)半橋整流濾波后通過(guò)此端口輸入。BP為片內(nèi)電源電路的輸出端口,輸出一恒定電壓Vout為AC/DC芯片的其它子模塊供電。Cate為AC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片中功率MOSFET柵驅(qū)動(dòng)信號(hào),為高時(shí)功率MOSFET導(dǎo)通,為低關(guān)斷。輸入檢測(cè)信號(hào)為本片內(nèi)電源電路的欠壓保護(hù)信號(hào),當(dāng)Vin低于110V時(shí)片內(nèi)電源停止工作對(duì)開(kāi)關(guān)電源芯片進(jìn)行保護(hù)。
在AC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片工作過(guò)程中,每個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)片內(nèi)電源模塊輸出電壓Vout進(jìn)行檢測(cè),如果輸出電壓低于設(shè)計(jì)要求,并且開(kāi)關(guān)電源芯片其它保護(hù)模塊輸出正常的情況下,在Gate為低的半周期對(duì)輸出端電容C0充電,直到輸出電壓滿足設(shè)計(jì)要求,停止充電,從而使輸出電壓保持恒定。本功能由上圖1所示的充電控制部分和模擬充電部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。充電控制部分包括:輸出電壓檢測(cè)模塊,數(shù)字邏輯控制模塊。模擬充電模塊包括高壓JFET,MN1,MN2,電阻R0,儲(chǔ)能電容C0。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/176835.htm

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充電控制模塊是本電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn),其具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下:
1.1 輸出電壓檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)
輸出電壓檢測(cè)模塊電路如下圖2所示,BP端輸出電壓Vout經(jīng)過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后產(chǎn)生3路輸出D1,D2,D3,這三路輸出分別輸入到COM2,COM1,COM3三路比較器中,與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。COM1輸出欠壓信號(hào)A5,欠壓為高,不欠壓為低。COM2輸出過(guò)壓信號(hào)A6,過(guò)壓為高,不過(guò)壓為低。COM3的輸出控制泄流支路,當(dāng)Vout(BP電壓)高于7V時(shí),給電容C0提供一條泄流通路,使BP電壓低于7V,對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。

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