随着便携式设备应用的普及,电源管理芯片的市场需求越来越大。本论文分析了电源管理芯片中的重要组成部分—反激式AC-DC转换器芯片及其应用系统的基础理论,并从系统反馈方式、控制模式和电路实现方式比较了现有技术。其中数字控制技术相较于模拟控制技术更适合设计复杂算法以提高系统的输出性能。数字控制技术已经被广泛应用在buck,boost等拓扑中,但对于在反激拓扑中的应用还有待完善,尤其是系统模型的建立和系统设计的方法。在拓扑建模工作中,一些常见的控制方法例如电压模式电流模式已经有许多文献可以参考,但对于变频控制的系统所做研究不多。本文需根据实际系统自行完成变频模型推导。AC-DC转换器系统的恒压/恒流输出精度会直接影响负载电池的寿命,因此提高输出精度是设计的重要目标。另外,系统的效率以及待机功耗已经成为电源产品的重要设计指标,如何进一步提高系统效率并降低待机功耗是研究的重要方向。本论文对上述的这些关键技术展开研究,文章特色和创新点包括:1、提出了一种数字电源技术在反激拓扑中应用时的系统架构,并通过Simulink平台搭建离散反激拓扑系统进行仿真,验证了发生极限环振荡现象的条件,同时与相应的模拟系统进行动态响应性能比较,结果表明本文提出的数字控制系统的设计方法合理,闭环模型准确。2、提出了一种采用数字控制实现的用于提高恒流输出精度的环路延时自适应补偿技术。以输出功率7w的LED作为负载,350mA作为恒流目标值,通过FPGA平台实测验证。结果表明恒流输出精度达到1%,电流峰峰值为+/-1.7%。与未进行延时补偿的系统相比,恒流输出精度提高了 3.4%,并且交流输入电压越高,补偿效果越明显。3、提出一种多模式降频控制策略来提高系统效率,并对各个模式的稳定性进行建模分析。针对模式之间切换时发生的采样错位现象,提出双采样的方法来保证系统稳定性。通过行为级仿真,验证了所提出的控制策略。结果证明了在负载跳变时系统能够稳定地实现多模式切换。4、提出了一种用于降低系统待机功耗的控制技术。具体为在待机模式下用电压模式控制代替峰值电流模式控制,从而减小驱动脉宽进一步降低功率级电路待机功耗。同时,针对控制芯片电路功耗,采用在待机模式下关闭芯片非必要电路模块的方法实现降低功耗的目的。本文设计了一款高性能AC-DC转换器充电芯片。完成具有恒压/恒流控制功能的AC-DC转换器充电芯片的电路与版图设计,提取寄生参数完成后端仿真。与目前市场上相应产品进行比较验证系统性能,结果显示采用上述的多模式降频控制策略和待机功耗降低方法以后,系统平均效率提高了 3.6%,待机功耗从小于30mW降低到小于10mW,达到设计目标。