大功率开关电源设计的电源管理监控芯片

第一篇：大功率开关电源设计的电源管理监控芯片

大功率开关电源设计的电源管理监控芯片

从功率预算的角度来看，这些电阻的存在是极不适宜的，因为无论电源是否工作，它们都会持续消耗功率。在所示的应用中，输入滤波器使用100nF的电容C1设计而成，因此不需要使用这些电阻。但增大电容容量有很大的益处：可以相应减小扼流圈L1，从而节省尺寸、重量和成本。但对于1μF的电容来说，R1和R2的总值将必须达到1M?的最大值。在230VAC输入下，电阻将连续消耗53mW的功率。http://www.best001.net/xb/20.html AC/DC 隔离电源

由两路电源（贯通和自闭）输入，输出五路相互隔离的电源，其中一路输出供给CPLD 及外围电路，另外四路供给MOS 管的驱动电路。这样可以保证任意一条线路正常供电时，ATS 都能够正常工作。PS223的功能特点

SiTI出品的PS223是专门为高性能、大功率开关电源设计的电源管理监控芯片，具有控制、产生PG以及同时稳定+3．3 V、+5 V、+12 V(A)、+12 V(B)3种电压，实现各路输出的UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)、SCP(短路保护)，并提供一路具有自恢复功能的控制输入端，可作为OTP(过温度保护)或-12 V UVP(低电压保护)，当超出片内设定值后，会关闭并锁定控制电路，http://www.best001.net/dykg/1.html停止电源供应器输出，待故障排除后才可重新启动，内部设计有过载保护以及防雷击功能，可保证整个电源稳定工作。磁芯的选择

因为全桥变换器中的变压器工作在双端，对Br的要求不是很严格，它需要的是2Bm。但若选用高Br的磁芯，当电源功率较大时，容易产生饱和现象。为此，对于中、大功率的开关电源，主变压器选用饱和磁感应强度Bs高、剩余磁感应强度B，低的磁芯。虽然铁基非晶材料的饱和磁感应强度Bs高，但是由于铁基非晶材料的工作频率较低(<15kHz)，频率高时，损耗增加。考虑到本课题中的开关频率为20kHz，故决定使用铁基超微晶中低剩磁的磁芯。

第二篇：电源管理芯片市场分析

近5年来市场增速首次跌至20%以下几乎所有的电子产品都会涉及到电源|稳压器管理，而电源管理市场也直接受到电子整机产品产量的影响。近5年来，在下游电子产品整机产量高速增长的带动下，中国电源管理芯片市场保持了快速的增长，从2003到2007年，市场复合增长率达到25%，然而2007年市场增长率仅为15%，5年首次跌至20%之下，在经历了多年的高速发展之后，其市场增长开始明显放缓，赛迪顾问认为，直接的原因就是下游整机产量的增长率相对前几年有所减缓，在中国市场上，随着国际电子产品制造业向中国转移趋势的减缓，多种电子产品的产量增长率都不同程度的出现下降，甚至部分产品产量有所下滑。产量的降低接造成了对上游芯片需求量的下降。此外，库存因素和电源管理芯片价格下降因素也是影响中国电源管理芯片市场的主要因素。

产品种类众多，发展趋势多样化

为了应对不同的需求，电源管理芯片产品种类众多，而且从各种产品的市场份额来看，市场结构显得比较分散，份额最大的LDO也只占据了20%的市场份额。其次是DC-DC、Driver和PMU，市场份额均不到15%，其它产品的份额都在10%以下。从市场发展来看，LDO虽然是中国电源管理芯片市场上份额最大的产品，但由于参与竞争厂商较多，价格持续下降，因此发展速度明显放缓;而由于手机等便携产品的大量需求，PMU和电池管理芯片成为2007年中国电源管理芯片市场上增长最快的两个产品。

随着电源管理芯片技术门槛的降低，越来越多的Fabless芯片设计公司开始涉及该领域，尤其是台湾和中国内地厂商，近年来发展快速，已经在中低端电源管理管理芯片领域取得较大成功，然而这也造成中低端电源管理芯片市场产品同质化严重，市场竞争激烈，产品价格持续下降。虽然在中高端产品方面国际领先厂商仍然有明显的优势，但是中低端领域的产品，新进入厂商已经开始影响到这些国际大厂，在很多中低端产品市场中，往往只能通过价格优势来争取客户。目前，由于价格的影响以及上游芯片生产材料价格的上涨，电源管理芯片产品的利润空间受到持续压缩。

从产品的发展来看，电源管理芯片产品的发展趋势表现为多样化，包括同时提供多个不同的供电电压趋势、数字电源管理趋势、产品设计周期缩短趋势、产品面积缩小趋势以及低成本趋势等等，然而最值得一提的仍然是集成化趋势，众所周之，集成化是半导体产品发展的一大趋势，电源管理芯片也不例外，其中，最为明显的例子就是PMU产品，已经在手机等多种产品中广泛应用，一个PMU可能集成了多个LDO和DC-DC等产品，能够实现多种电源管理管理，是集成化趋势最明显的例子。此外，随着各种芯片产品功能的集成度不断提高，很多芯片产品内部集成了电源管理功能，这样系统厂商就可以不必在外围搭配相应的电源管理芯片。

然而，集成化并不能解决全部问题，一个PMU往往只能针对某类应用，甚至某个产品，从某个角度来说有些类似ASSP专用标准产品，其扩展应用性不如分离解决方案，而且分离解决方案可以根据需求选择最适合的电源管理芯片，可以达到最高的能效，由于分离和集成各有优势，因此，集成化和分离的解决方案将会一直长期存在。

通信、网络和计算机仍然是主要应用领域消费、网络通信和计算机一直是电源管理芯片市场最主要的应用领域，三大领域依然占据了中国电源管理芯片市场近80%的市场份额。从发展速度来看，计算机领域是2007年增长速度最慢的领域，整机产量的下降是直接原因，虽然笔记本电脑依然保持了高增长率，但是，其它产品增长率都有较大程度的放缓，有的产品产量甚至出现下滑。2007年市场最大的亮点在于汽车电子类电源管理芯片市场取得了超过40%的高增长率，虽然电源管理芯片市场2007年的发展有所减缓，但是在各种汽车电子整机产量快速增长的带动下，该领域的电源管理芯片市场持续了近年来的高增长率。然而还应该看到的是，用于汽车电子领域的电源管理芯片所占的份额较小，其高速增长无法带动电源管理芯片整体市场的增长。

从未来的应用趋势看，汽车电子领域将是未来发展最快的领域，但增长速度将会逐渐减缓，其它领域则会保持相对平稳的发展速度，而三大领域中网络通信领域将会随着各种网络应用的不断升级而保持相对较快的发展速度。

竞争格局未变，外资厂商仍是主流目前中国电源管理芯片市场的品牌构成仍是国外厂商处于领先地位，市场排名前十的企业无一例外全部为外资企业，其中美国厂商优势明显。然而，电源管理芯片市场的品牌集中度在缓慢下降，2007年市场上排名前十位厂商所占的份额在2006年的基础上进一步下降，前十名所占的市场份额已经不足50%，说明市场竞争进一步加剧。而且，随着中国台湾和中国本土厂商在电源管理领域的进一步开拓，这种趋势未来还将继续，而且随着中低端电源管理产品竞争厂商的增加以及产品材料成本的不断增加，产品利润空间被不断压缩，这些国际领先厂商未来有可能会放弃部分低端的微利产品业务，电源管理芯片市场品牌集中度下降的趋势未来几年还将延续。

虽然这些国际厂商在中低端产品方面受到了很大挑战，而且市场品牌集中度也在降低，但是为了应对挑战，2008年以来，国际领先的厂商也在积极调整，例如TI加大电源管理投入，收购爱尔兰电源设计公司，而且重组模拟业务，增加电源管理部门;Fairchild与Zilker Labs合作为通信和计算应用提供负载点数字电源;为了增强电源管理产品的应用实力，英飞凌收购Primarion等。

目前来看，主流厂商在中高端电源管理领域仍然具有技术和市场优势，例如手机用的PMU，往往只能由几家大厂供应，中小厂商主要是Fabless很难有机会切入市场，由于这种技术和市场方面的优势将是长期的，因为未来几年电源管理市场的竞争格局将很难有所改变。

未来市场发展将继续减缓在经历了多年的快速增长之后，中国电源管理芯片的市场基数已经越来越大，而且随着整机制造也向中国转移趋势的减缓，中国电源管理芯片市场很难出现前几年的高速增长态势。因此，2008年后中国电源管理芯片市场的发展速度将会逐渐减缓，而且随着中国市场占全球市场比重的增长，二者的变化趋势将基本保持一致。赛迪顾问预计中国市场的增长率在未来几年仍然将会高于全球市场的增长率，但二者增长率差距将逐渐缩小。到2012年，中国电源管理芯片市场将达到649.2亿元，未来5年，中国电源管理芯片市场复合增长率为16.3%，中国电源管理芯片市场发展将逐渐趋缓。

第三篇：开题报告-大功率开关电源的设计

开题报告

电气工程及自动化

大功率开关电源的设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

开关电源的前身是线性稳压电源。在开关电源出现之前，各种电子装置、电气控制设备的工作电源都采用线性稳压电源。随着电子技术的迅猛发展，集成度的不断增加，计算机等各种电子设备体积越来越小而功能却越来越强大，因此，迫切需要重量轻、体积小、效率高的新型电源，这就为开关电源技术的发展提供了强大的动力。

可以说，开关电源技术的发展是随着电力电子器件的发展而发展的。新型电力电子器件的发展为开关电源的发展提供了物质条件。20世纪60年代末，耐高压、大电流的双极型电力晶体管（亦称巨型晶体管，BJT、GTR）的问世使得采用高工作频率的开关电源的出现称为可能。

早期的开关电源开关频率仅为几千赫兹，随着磁性材料及大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短，开关电源工作频率逐步提高。到了1969年，终于做成了25千赫兹的开关电源。由于它突破了人耳听觉极限的20千赫兹，这一变化甚至被称为“20千赫兹革命”。

在20世纪80年代以前，开关电源作为线性稳压电源的更新换代产品，主要应用于小功率场合。而中大功率直流电源则以晶闸管相控整流电源为主。但是，这一格局从20世纪80年代起，由于绝缘栅极双极型晶体管（简称IGBT）的出现而被打破。IGBT属于电压驱动型器件，与GTR相比前者易于驱动，工作频率更高，有突出的优点而没有明显的缺点。因而，IGBT迅速取代了GTR，成为中等功率范围的主流器件，并且不断向大功率方向拓展。

开关电源开关频率的提高可以使电源重量减轻、体积减小，但使开关损耗增大，电源效率降低，电磁干扰问题变得突出起来。为了解决因提高开关电源工作频率而带来的负面影响，同样在20世纪80年代，出现了软开关技术。软开关技术采用准谐振技术的零电压开关（ZVS）电路和零电流开关(ZCS)电路。在理想情况下，采用软开关技术，可使开关损耗降为零。正是软开关技术的应用，使开关电源进一步向效率高、重量轻、体积小、功率密度大的方向发展。经过近30年的发展，对软开关技术的研究可谓方兴未艾，它已成为各种电力电子电路的一项基础性技术。迄今为止，软开关技术应用最为成功的领域非开关电源莫属。

最近几年，“绿色电源”这一名词开始进入人们的视野。所谓“绿色”是指，对环境不产生噪声、不产生电磁干扰，对电网不产生谐波污染。为了提高开关电源的功率因数，降低开关电源对电网的谐波污染，在20世纪90年代，出现了功率因数校正（Power

Factor

Correction——PFC）技术。目前，单相PFC技术已比较成熟，相关的控制芯片已在各种开关电源中广泛应用，相比之下三相PFC技术则还处在起步阶段。

高频化是开关电源轻、薄、小的关键技术，国外各大开关电源制造商都在功率铁氧体材料上加大科技创新，并致力于开发新型高智能化的元器件，尤其是改善整流器件的损耗，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能。另外，电容器的小型化和表面粘着（SMT）技术的应用为开关电源向轻、薄、小型化发展奠定了良好的技术支持。目前市场上出售的采用双极性晶体管制成的100千赫兹开关电源和用场效应管制成的500千赫兹开关电源虽已使用化，但其工作频率还有待进一步的提高。

模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，实现并联方式的容量扩展。

选择本课题可以使我掌握开关电源的工作原理，进一步加深对开关电源的理解。并把所学的专业知识（包括单片机原理与应用技术、电力电子技术、大学物理、计算机辅助设计等）应用到具体实例中，有效地巩固所学的基础理论知识，真正做到学有所用。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

1、研究的基本内容包括：开关电源的工作原理，大功率开关电源中普遍采用的全桥型电路及其驱动电路以及高频变压器的设计与制作等。

2、计划将此系统分成四部分——功率因数校正（PFC）电路、辅助电源模块、主电路以及控制电路。

3、功率因数校正电路用来提高整流电路的功率因数，防止大量的谐波分量涌入电网，造成对电网的谐波污染，干扰其它用电设备的正常运行。

4、辅助电源模块用来为控制电路提供电能。拟用单片集成开关电源芯片（TOP204）来实现。

5、控制电路用场效应管集成驱动芯片IR2155,驱动全桥电路。

6、主电路的设计主要包括高频变压器的设计和全桥型电路中功率管的选型。

三、研究步骤、方法及措施：

步骤：

（1）查阅相关的技术资料，制定初步的方案；

（2）利用适当的计算机辅助设计软件（如Proteus、PI

Expert

6.5、Multism等）对设计方案进行模拟仿真；

（3）四个模块设计的先后顺序为功率因数校正电路、辅助电源模块、控制电路和主电路。

方法：化繁为简，将整个系统分解成四个部分，方便设计、调试。对局部电路预先进行仿真，对结果有所预期。

措施：查阅于毕业设计有关资料和文献（图书馆、超星电子图书阅览室等）。经常与指导老师取得联系，一起探讨有关电路的设计方案等问题。

四、参考文献

[1]

康华光.电子技术基础.模拟部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.[2]

周志敏，周纪海，纪爱华.高频开关电源设计与应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2004.[3]

张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2000.[4]

蒋玉萍，倪海东.高频开关电源与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.[5]

翟亮，凌民.基于MATLAB有控制系统计算机仿真[M].北京：清华大学出版社，2006.[6]

王庆.Protel

SE及DXP电路设计教程[M].北京：电子工业出版社，2006.[7]

刘国权，韩晓东.Protel

DXP

电路原理图设计指南[M].北京：中国铁道出版社，2003.[8]

周仲编。国产集成电路应用500例[M].北京：电子工业出版社，1992.

第四篇：基于DSP的大功率开关电源的设计方案

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0 引 言

信息时代离不开电子设备，随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增，与人们的工作、生活的关系也日益密切。任何电子设备又都离不开可靠的供电电源，它们对电源供电质量的要求也越来越高。

目前，开关电源以具有小型、轻量和高效的特点而被广泛应用于电子设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源。与之相应，在微电子技术发展的带动下，DSP芯片的发展日新月异，因此基于DSP芯片的开关电源拥有着广阔的前景，也是开关电源今后的发展趋势。

电源的总体方案

本文所设计的开关电源的基本组成原理框图如图1所示，主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。

开关电源的主要优点在“高频”上。通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。从“电路”和“电机学”的有关知识可知，提高开关频率可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效地降低电源装置的体积和重量。以带有铁芯的变压器为例，分析如下：

图1 系统组成框图

设铁芯中的磁通按正弦规律变化，即φ= φMsinωt，则：

式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情况下，EM=√2E，φM=BMS，故：

东营二手变频器http://www.xiexiebang.comT、比较控制寄存器COMCONA/B、死区控制寄存器DBTCONA/B。

PWM波的生成需对TMS320LF2407A的事件管理模块中的寄存器进行配置。由于选用的是PWM1/2，因此配置事件管理寄存器组A，根据需要生成带死区PWM波的设置步骤为：

(1)设置并装载比较方式寄存器ACTRA，即设置PWM波的输出方式;

(2)设置T1CON寄存器，设定定时器1工作模式，使能比较操作;

(3)设置并装载定时器1周期寄存器T1PR，即规定PWM 波形的周期;

(4)定义CMPR1寄存器，它决定了输出PWM 波的占空比，CMPR1中的值是通过计算采样值而得到的;

(5)设置比较控制寄存器COMCONA，使能PD—PINTA 中断;

(6)设置并装载死区寄存器DBTCONA，即设置死区时间。

图10所示为带死区PWM波的生成原理

3.5 键盘扫描及LCD显示模块

按键扫描执行模块的作用是判断用户的输入，对不同的输入做出相应的响应。本开关电源设计采用16个压电式按键组成的矩阵式键盘构成系统的输入界面。16个按键的矩阵式键盘需要DSP的8个I/O口，这里选用IOPA0～IOPA3作为行线，IOPF0～IOPF3作为列线。由于TMS320LF2407A都是复用的I/O口，因此需要对MCRA和MCRC寄存器进行设置使上述8个I/O口作为一般I/O端口使用。按键扫描执行模块采用的东营二手变频器http://www.xiexiebang.com/weixiuanli/ http://www.xiexiebang.com/bianpinqichangshi/

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是中断扫描的方式，只有在键盘有键按下时才会通过外部引脚产生中断申请，DSP相应中断，进人中断服务程序进行键盘扫描并作相应的处理。

LCD显示模块需要DSP提供11个I/O口进行控制，包括8位数据线和3位控制线，数据线选用IOPB0～IOPB7，控制线选用IOPFO IOPF2，通过对PBDATDIR和PFDATDIR寄存器的设置实现DSP与LCD的数据传输，实时显示开关电源的运行状态。

样机研制

主要技术指标如下：输入电压：三相AC380 V±5%;输出电压：DC220V±2%;输出电流：50 A;额定功率：11 kW。

所得试验样机额定负载时的输出波形如图11(a)所示。由图11(a)实际读数可知，输出电压从0上升到220 V的响应时间为1s左右，电源系统具有较快的响应速度。同时，由图11(b)中的电压波形局部放大图可见，输出电压为220 V时，电压波动在2 V左右，其最大电压波动小于1%。

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图11 样机额定负载时的输出波形

结论

本文介绍的基于DSP的大功率高频开关电源，充分发挥了DSP强大功能，可以对开关电源进行多方面控制，并且能够简化器件，降低成本，减少功耗，提高设备的可靠性。试验数据表明指标满足设计要求，本电源均能够保持良好的输出性能。

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第五篇：电源管理芯片市场分析及预测报告

产经报告电源管理芯片

电源管理芯片市场分析及预测报告

北京汇智联恒咨询有限公司

定价：两千元

〖目 录〗

第一章 中国电源管理芯片行业发展综述

第一节 电源管理芯片概述

第二节 国内电源管理芯片产业发展

第三节 电源管理芯片生产工艺

第四节 电源管理芯片的技术发展

第五节 国家相关产业政策与标准

一、关于加工贸易的单耗标准

第二章 中国电源管理芯片市场综述

第一节 生产规模与企业份额

第二节 国内市场需求规模

第三节 电源管理芯片产业特征

一、国内下游需求旺盛

二、低端产品成熟，向中高端产品转移

三、行业发展机会吸引众多新进入者

第三章 中国电源管理芯片产业综述

第一节 整体规模保持高速增长

第二节 便携式产品需求火爆

第三节 产品需求长级

第四节 汽车应用高速发展

第四章 中国电源管理芯片行业竞争分析

第一节 中国电源管理芯片市场竞争分析

一、厂商竞争分析

二、中国主要电源管理芯片厂商销售分析

三、当前竞争特点与未来发展趋势

四、部分重点厂商分析（排名不分先后）

1、英飞凌

2、安森美

3、德州仪器

4、台积电

五、研究机构

北京大学微电子所

第五章 中国电源管理芯片市场需求结构分析

第一节 电源管理芯片技术结构分析

一、电源管理芯片市场发展分析

二、电源管理芯片市场按技术分类比例

三、中国电源管理芯片供需分析

第二节 电源管理芯片应用产品结构分析

一、中国主要电源管理芯片市场发展分析

1、中国电源管理芯片市场比例

2、中国主要电源管理芯片市场竞争分析

第三节 电源管理芯片需求地域结构分布

一、北京市

二、上海市

三、天津市

四、广东省

五、江苏省

六、大连市

第四节、中国电源管理芯片市场供需分析

一、需求分析

1、信息产业高速发展刺激电源管理芯片市场需求

2、对产品技术需求提高

3、应用于电池管理的电源管理芯片需求成为热点

4、多级销售渠道需求

二、供给分析

1、产品供给多元化，技术服务加强

2、积极开展合作，提高产品技术

3、开辟多种营销渠道

第五节、下游整机厂商对电源管理芯片市场需求分析预测

一、通信领域对电源管理芯片的需求分析

1、各种通信产品对电源管理芯片的需求比例

2、通信领域所需电源管理芯片的产品结构

3、重点通信产品对电源管理芯片的需求分析

二、消费领域对电源管理芯片的需求分析

三、计算机领域对电源管理芯片的需求分析

第六章 中国电源管理芯片市场发展预测

第一节 市场规模发展预测

第二节 重点电源管理芯片产品发展预测

一、应用市场趋势预测

二、产品需求趋势预测

三、技术发展趋势预测

第三节 影响中国电源管理芯片市场发展因素

一、有利因素

1、中国半导体市场趋势良好

2、需求推动电源技术的不断进步

3、便携式电子产品需求巨大

4、汽车电源管理芯片的异军突起

5、节能的需求日益增加

二、不利因素

1、电子产品出口阻力大

2、电子产业国际性转移趋缓

第七章 电源管理芯片产业的技术与标准状况

第八章电源管理芯片行业SWOT分析

第一节 当前电源管理芯片企业发展的优劣势分析

第二节 我国电源管理芯片企业的机会与威胁分析

一、电源管理芯片企业发展的市场机会分析

二、电源管理芯片企业发展面临威胁分析

第九章 电源管理芯片行业的投资可行性分析

第一节 电源管理芯片行业不同生产阶段的技术经济特点比较

一、技术特点

二、资金需求

三、产业特点

四、国内生产状况

五、国际生产状况

第二节 电源管理芯片各生产阶段的具体分析

一、电源管理芯片的设计生产特点

二、电源管理芯片的生产与投资特点

第三节 电源管理芯片产业发展中存在的主要问题

第四节 电源管理芯片行业的投资风险分析

一、技术风险

二、行业标准风险

三、经营风险

四、市场投机风险

五、产业风险

六、行业壁垒风险

第十章 电源管理芯片行业的“五因素”分析

第一节 行业竞争者影响分析

第二节 新进入者影响分析

第三节 供应商、客户影响分析

第四节 替代者影响分析

第十一章 投资策略及发展方向分析

第一节 本行业内的投资机会和策略

第二节 实现转型的机会和策略

第十二章 电源管理芯片企业发展策略建议

第一节 电源管理芯片企业市场竞争策略

一、认清市场现状

二、加强成本管理

三、提升产品技术含量

四、加强营销渠道，扩大市场份额

五、制定走出去战略，开拓国外市场

第二节 电源管理芯片企业发展路线的选择

第三节 我国电源管理芯片企业加快产品创新的对策