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随着电子技术的发展,集成电路的兴起,电子设备的种类越来越多,对电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化使电源向轻、薄、小、高效、低成本、低噪声方向发展。开关电源的应用领域越来越广泛。
本文为最终实现片上集成而设计了一种新型的AC-AC开关电源电路,用来实现直接的交流-交流稳压功能。本文首先介绍了Buck-Boost变换器原理,然后根据设计要求设计了AC-AC开关电源主电路的拓扑结构及参数。该电路的主电路是在Buck-Boost电路的基础上变形转化而来,可以进行直接的交流-交流变换,纠正了Buck-Boost电路的输入电流不连续的缺点。并且能够兼容交流电压升降调节,即输出电压与输入电压之传输比δ大于或小于1均可,突破了矩阵变换器δ≯0.866的限制,以满足众多情况下需输出电压上升至额定值的要求。
控制电路采用脉宽调制(PWM)控制方式,首先对PWM控制原理进行了介绍,验证了系统的可行性,完成了控制电路整体结构设计。同时对最终实现片上集成中的各个模块包括基准电压、采样负反馈电路、逻辑电路等进行了具体的系统设计和仿真,且均达到了设计指标。本文对控制电路的中的互补MOSFET的隔离驱动电路的电路拓扑设计进行了详细介绍,并在OrCAD/Pspice环境下进行仿真验证,最后在以芯片信号为输入的情况下对电路的工作情况进行了分析,实际结果达到了预期目标,为今后实现该系统的片上集成打下了基础。