随着集成电路产业的发展,多样的电子设备融入日常生活,电源因其电子产品核心供电模块的身份而得到重视,并随着市场需求向小巧便携、绿色节能等方向发展。反激式AC/DC变换器因其成本低、隔离性能优异等优势广泛应用于低功率环境。为进一步提高电源效率和输出精度、降低轻载功耗、实现高频化和小型化,本文设计了一款应用于设备充电器的反激式AC/DC控制芯片。本文设计的恒流恒压模式控制的反激式AC/DC控制芯片采用副边反馈模式,具有较高的反馈精度和动态响应速度。功率开关为MOSFET器件。芯片在全负载范围采用断续导通模式以及脉冲频率调制,保障轻载模式下的输出恒压精度。同时为降低系统高频化带来的严重开关损耗,通过加入谷底导通技术控制功率管通断,提高电源转换效率。系统整体工作模式采用恒流和恒压控制模式并均采用谷底导通。恒流控制模式通过固定原边电流峰值和Tdmg/T比值实现输出电流恒定,此种方式可降低变压器线圈的影响,实现较高恒流控制精度。恒压模式在固定功率管导通时长的情况下,通过控制副边反馈得到的反馈信号与斜坡信号进行比较,进而控制功率管工作周期时长,实现输出电压恒定,同时调整斜坡信号的斜率以增大恒压模式可控周期的变化范围。除此之外芯片内部加入线电压补偿结构,旨在解决输入电压的变化对原边峰值电流控制模块的电流过冲量的影响,优化系统对输入信号变化的动态响应能力。芯片加入轻载低功耗模式,用以在功率管工作周期过长时关断芯片的非必要模块,降低系统在死区时间内的待机能耗。本文设计的芯片基于Nuvoton 0.35μm BCD工艺,应用Virtuoso电路设计平台搭建输入电压90-265Vac,额定输出5V/3.3A的芯片外围电路,并对芯片进行功能仿真。仿真结果表明,控制芯片实现了系统恒流控制模式和恒压控制模式的切换,全模式下实现PFM和准谐振混合控制。恒流控制模式下,输出电流预留0.5A裕度以3.8A的电流对负载充电。恒压控制模式下,输出电压为5V,恒压精度为±0.8%,输出电压纹波为24m V,系统负载调整率为±0.82%,线性调整率为±0.60%,重载条件下最大转换效率为81%,符合芯片设计指标且具有良好的输出性能,实现了芯片的低纹波、高精度恒压输出、高效率的要求。芯片内设的多种保护电路经仿真验证功能稳定,对芯片的安全实现全面保护。最后完成芯片版图设计,版图面积为920μm×860μm。仿真结果表明,本芯片满足设计要求且具有高效性和安全性。