近些年,随着各种便携式设备的快速发展,如手机,电脑,平板等,为它们提供能量的AC/DC电源系统同样得到了快速的发展。反激变换器是目前中小功率电源系统中最常用的一种拓扑结构。相对于其它拓扑结构,反激变换器的结构简单,转换效率高,待机功耗低,而且输入范围广,输入输出完全隔离,成本低。以上的诸多特性使得目前市场上绝大部分电池充电器,LED照明等应用都采用反激拓扑结构。本论文基于原边反馈方式的反激拓扑结构,针对于如何提升系统的工作效率,降低系统的待机功耗;如何提升系统的恒流精度;如何提升系统的采样精度;如何提升系统的动态响应速度等议题提出了完整的系统集成方案。主要研究内容为:1.提出了一种自补偿高精度恒流电路。在做充电和LED应用时,传统的恒流电路需要额外的补偿电路,且精度较差。本文提出了一种可以实现自补偿的高精度恒流控制方案,并完成了电路实现。本文所提出的自补偿高精度恒流电路包含CS峰值采样保持电路和动态过流保护电路。相对于传统的恒流电路,该电路无需再增加补偿电路,减小了电路的结构,同时大大提升了恒流的精度。除此之外,由于该电路不需要增加额外的引脚,可以完美替代传统的恒流控制电路,这使得该电路在工业中有很好的应用前景。为了验证所提出的电路的性能,我们设计了一个集成了该电路的电源控制芯片,该芯片已经在SMIC 0.35um HVCMOS工艺线上成功生产。测试结果表明,使用所提出的电路原型在全电压范围(85Vac~265Vac)内的恒流精度可以控制在±1%以内。在常见的输入电压范围(110Vac~220Vac)内的恒流精度甚至高达±0.3%以内。2.提出了一种动态谷底选择模式的恒压电路。为了实现电源系统在恒压模式下的高转换效率和低待机功耗,本文对变换器系统的各种损耗进行了分析。通过理论分析和系统建模提出了能够提升系统效率和降低待机功耗的方案。随后提出了一种动态谷底选择模式的恒压电路的实现方法。在该电路的作用下,系统可以根据负载状态调整开关管在不同的漏源电压谷底处导通。在未加入同步整流控制芯片的测试条件下,使用所提出的电路原型平均转换效率达到了82.3%,且系统待机功耗小于30m W。在性能方面都远高于最新的Do E6能效要求的76.65%的转换效率和100m W待机功耗,实现了超低待机功耗和超高转换效率。3.提出了一种高精度采样电路。原边反馈方式通过辅助绕组来采样输出电压,但是采样电压包含了输出电压,二极管正向导通压降以及寄生电阻的电压三部分,为了更精确的得到输出电压,采样时刻的选择变得很重要。本文提出了一种可以提高采样精度的电路。该电路可以根据负载状态自动调整系统的采样点,使得系统的每次采样都在接近膝点电压的位置。该电路虽然不能像数字采样技术那样精确的采样到输出电压值,但它的采样误差也比较小。该采样电路可以广泛应用于原边反馈方式的控制器芯片,由于其电路简单,比数字采样技术的成本大大降低。4.提出了一种动态响应增强电路。原边反馈方式相对于副边反馈减少了光电耦合器和三端稳压器,而只能通过对辅助绕组采样来获得输出电压信息,所以其动态响应速度比副边变换器相差较多。为了弥补原边反馈变换器动态响应速度慢的劣势,本小节提出了一种动态响应加速电路。所提出的动态响应加速电路包含两部分,第一部分是负载变化检测电路,第二部分是采样控制电路。该电路可以检测负载的切换状态,并改变负载切换时的采样脉冲宽度,从而使得误差放大器的响应速度加快,实现动态响应的加速功能。测试结果表明系统从负载发生突变,到系统调整输出电压趋于稳定的所需要的时间小于3.4ms,具有良好的动态响应特性。5.提出了一种同步整流集成方案。随着电子设备电池容量越来越大,大电流充电器已经成为了趋势。传统的依靠整流二极管的整流方式成为了影响电源效率的一个重要因素。同步整流技术可以有效的解决同步整流管造成的效率的降低。本文提出了一种同步整流集成方案。主要包括高速的同步整流开启与关断检测电路和误开启误关断检测电路。为了验证所提出的同步整流集成方案的可行性,我们设计了一款高性能的同步整流控制芯片,该芯片同样在SMIC 0.35um HVCMOS工艺线上成功生产。测试结果表明,使用所提出的同步整流芯片在不同电压不同负载下,系统的效率可以提高3.5%左右。最终,搭配了同步整流芯片的整个电源系统效率高达85.8%。