AC/DC开关电源脉宽调制芯片的低功耗设计田锦明，王松林，来新泉，王留杰（西安电子科技大学 CAD研究所，陕西西安 710071）摘 要 基于AC/DC开关电源PWM控制芯片的工作原理，分析了其产生功耗的主要来源，提出了两种减小芯片功耗的方法，一是采用电流源和电流沉串联方式构成的输出驱动电路，通过消除CMOS电路的瞬态短路导通现象，降低该电路模块的功耗；二是采用跳周工作模式，使芯片在轻载和空载情况下，降低功率开关管的开关损耗。关键词 交流/直流(AC/DC)；开关电源；低功耗；跳周模式中图分类号 TN492Low Power Dissipation Design of AC/DCSwitched Mode Power ControllerTian Jinming, Wang Songlin, Lai Xinquan, Wang Liujie(Institute of Electronic CAD, Xidian University, Xi’an 710071, China)Abstract This paper analyses the main causes of power dissipation and presents two methods for decreasing the power dissipation of the circuit based on the operation principle of AC/DC switched mode power controller. One method is to adopt the output driver composed of the current source and current sink in series, which reduces the power dissipation in this module by eliminating the transient short current existing in the CMOS unit. The other method is to employ the skip cycle mode, which reduces switching dissipation of the power MOSFET and provides improved efficiency at light loads or empty.Keywords AC/DC; switched mode power supply;low power dissipation; skipping cycle mode1 引 言在未来的几年里，便携电子产品市场的成长是电源管理技术进步的主要推动力，人们对更高效率、更高电源密度、更小占用面积、更大可靠性和更低成本解决方案的无休止追求，对电源设计提出了全新的要求。要满足这些新要求，离不开电源设计的创新和新一代电源控制芯片的鼎立相助。AC/DC（交流/直流）开关电源高频化、高电压、大收稿日期：2005-10-17作者简介：田锦明（1969—），男，工程师，硕士研究生。研究方向：电力电子技术的研究与电源变换器电路的设计。王松林（1962—），男，教授，副主任。研究方向：集成电路设计与系统的优化设计。来新泉（1963—），男，博士，教授。研究方向：集成电路设计、EDA软件开发的科研和教学工作。王留杰（1980—），女，硕士研究生。研究方向：电源管理类芯片的设计与研究。 电流是其发展的方向，这就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求。高频、高压、大电流开关使得电源工作损耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程，因此必须采用系统优化设计方法，才能使其工作效率达到一定的满意程度。一个系统要降低功耗，从系统的观点来看，一是要考虑到待机和轻载情况，效率是第一位的，因为空载时开关管导通损耗几乎为零，所以损耗基本上是MOS开通和关断的损耗。很明显最简单的方法就是减低空载时的开关频率，同时关断部分模块的功能，采用跳周模式，即降低开关周期数[1]，可以把电源的功耗降到几毫瓦；二是要做到正常工作时保证系统效率尽可能的高。为了达到这点，采用电流源和电流沉串连方式构成的低功耗输出驱动电路[2]，可使驱动电路的功耗降低约16%。电子科技 2006年第6期（总第201期）7

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