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用于ACDC开关电源芯片的片内电源电路

发布时间:2020-07-01 00:42:49 阅读: 来源:网络线厂家

摘要:本文设计了一种应用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路。该电路输入电压范围110V~220V,输出电压稳定在约5.8V。本电路仅在开关电源芯片中功率开关关断的半周期,通过高压JFET抽取外部电源电能给储能电容充电,来维持输出电压的稳定,具有输入电压范围广,电路结构简单的特点。通过HSPICE仿真实验,取得预期的效果。关键词:片内电源;AC/DC开关电源;低功耗 片内电源电路是集成在半导体芯片内部的电源模块。其作用主要是从外部电源(例如220V市电)中获取电能,并把能量转化芯片内部其它模块可接受的稳定直流电平,给内部其它模块供电。目前,片内电源在纹波幅度、调整范围、功耗等技术指标上还不能达到外部电源的水平,但是,片内电源具有设计指标灵活、成本低廉、可集成等外部电源不可比拟的优势。因此,片内电源将会成为未来电源的另一个发展方向。1 电路结构及功能分析 如上图1所示,是本文设计的应用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路整体结构。Vin为片内电源电路的输入端口,220V的交流电源经过半桥整流滤波后通过此端口输入。BP为片内电源电路的输出端口,输出一恒定电压Vout为AC/DC开关电源芯片的其它子模块供电。Cate为AC/DC开关电源芯片中功率MOSFET栅驱动信号,为高时功率MOSFET导通,为低关断。输入检测信号为本片内电源电路的欠压保护信号,当Vin低于110V时片内电源停止工作对开关电源芯片进行保护。 在AC/DC开关电源芯片工作过程中,每个时钟周期对片内电源模块输出电压Vout进行检测,如果输出电压低于设计要求,并且开关电源芯片其它保护模块输出正常的情况下,在Gate为低的半周期对输出端电容C0充电,直到输出电压满足设计要求,停止充电,从而使输出电压保持恒定。本功能由上图1所示的充电控制部分和模拟充电部分来实现。充电控制部分包括:输出电压检测模块,数字逻辑控制模块。模拟充电模块包括高压JFET,MN1,MN2,电阻R0,储能电容C0。

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充电控制模块是本电路设计的重点难点,其具体设计过程如下:1.1 输出电压检测模块的设计 输出电压检测模块电路如下图2所示,BP端输出电压Vout经过电阻网络分压后产生3路输出D1,D2,D3,这三路输出分别输入到COM2,COM1,COM3三路比较器中,与基准电压进行比较。COM1输出欠压信号A5,欠压为高,不欠压为低。COM2输出过压信号A6,过压为高,不过压为低。COM3的输出控制泄流支路,当Vout(BP电压)高于7V时,给电容C0提供一条泄流通路,使BP电压低于7V,对电路进行保护。

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