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开关电源系统由于其具有高效率、高可靠性、体积小和抗干扰能力强等优点,使得开关电源变换器电路成为国内外广泛研究的对象。本文设计了一种具有自动重启功能的开关电源变换器电路,该开关电源变换器将耐压600V的高压功率LDMOS和低压控制电路集成在同一芯片上,利用简单的外围电路即可构成高效率的开关电源系统;采用跨周期调制模式(Pulse-cycle Skip Modulation, PSM)和电流极限控制模式相结合的双环控制模式,使开关电源在不同负载,尤其是轻负载下都具有高效率;具有自动重启、过温、过流和过压/欠压等多重保护功能;采用频率抖动技术(Frequency Jittering, FJ)降低电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)。该变换器电路的主要设计指标为:最大输出功率9W,空载时芯片的功耗低于50mW,开关频率为132KHz,最大占空比为65%,热保护温度135℃。电路仿真是集成电路设计中的重要环节,仿真时所用的器件模型参数的精度是影响仿真精度的首要因素。本文简要介绍了低压MOS管的基本模型参数的提取,采用曲线拟合的方法,通过对器件仿真的数据进行拟合得到这些参数。在电路设计中,本文首先分析了开关电源电路的基本拓扑结构和PSM调制模式,接着对开关电源变换器进行了系统的原理分析并设计了总体框图,然后详细设计了振荡器电路,热保护电路,自动重启计数器电路和主控门逻辑等子电路并进行了功能仿真。振荡器电路产生一个频率在132KHz附近抖动的矩形波作为整个电路的时钟信号。热保护电路在芯片温度高于135℃时关断功率LDMOS以保护芯片不被烧坏。在对过热保护电路深入分析后,设计了一个电路来实现室温(25℃)下检测过热保护电路是否正常工作的功能。自动重启计数器电路使电路的保护功能更加完善,并在自动重启时降低振荡器频率以降低芯片的静态功耗。主控门电路实现各子电路对功率LDMOS的最终控制并驱动功率管。在完成子电路的仿真和整体电路的功能仿真后,利用Cadence软件平台进行了整体电路的版图设计和DRC、LVS验证。