多模式開關電源控制芯片的低功耗設計方案

　　1.6 模式控制邏輯

　　模式控制邏輯用以保證在進行模式選擇時，電源系統正常工作。當FB電壓底于0.5 V時，該控制邏輯通過內部電流滯回比較器自動選擇進入待機模式。RUN信號(其為高電位有效)用來關斷綠色多模式反激變換器中的其它控制模塊，以實現低待機功耗。

　　圖8 模式控制邏輯

　　2.版圖設計及測試結果

　　2.1 版圖設計

　　圖9給出了制得的多模式開關電源控制芯片的顯微照片，其中用線框標出的部分就是所設計的供電模塊，包括：欠壓鎖定電路，數字電源，模擬電壓源(5 V穩定電壓源，4.3 V穩定電壓源)，REF_OK等子模塊。兩個模擬電壓源因功率較大，可視為熱源，將其統一放置在版圖的左邊，而PTAT、帶隙基準等敏感模塊則盡量遠離熱源，放置在版圖的右邊，欠壓鎖定電路也放置在版圖的右上角。

　　圖9 芯片的顯微照片

　　2.2 Regulator的測試

　　5 V 電壓的PSR測試波形如圖10所示。由此圖可見，其PSR可以達到-60 dB.該供電模塊在工作頻率為40~130 kHz的綠色多模式反激式控制器中的應用表明，它對來自電源的干擾具有較好的抑制能力。

　　圖10 5 V電源的PSR

　　2.3 供電系統的測試

　　UVLO的啟動電流測量值僅為17.8 A,實現了系統的低啟動電流。系統上電和掉電的測試結果如圖11和圖12所示。可見系統在VDD的設置門限內工作良好，REF-OK可以正確指示各個供電模塊正常工作。掉電過程正好相反。

　　圖11 供電模塊的上電和掉電過程(1)

　　圖12 供電模塊的上電和掉電過程(2)

2.4 模式控制和效率測試

　　系統的多模式控制測試結果見圖13。中載或重載下系統采用PWM 模式工作，許多單元的供電電源為REG=5 V.極輕載條件下則關斷5 V的供電電源，減小系統的待機功耗，同時也有利于減小EMI和噪聲。其過程如下：當FB電壓低于一個閾值時，待機模式選擇，則SHUTDOWN信號變高，關斷5 V 電壓源REG模塊，同時VDD-AD繼續給芯片供電，保證在輕載時芯片的檢測能夠連續實現。

　　圖13 供電單元多模式下的節能過程

　　圖14給出了集成了該低功耗電源系統的綠色多模式反激式控制器的效率圖(工作頻率為40~130kHz)，并與傳統的反激變換器效率進行了比較。由圖可知，采用多模式反激式控制降低了芯片的輕載功耗，提高了效率。

　　圖14 反激變換器效率比較

　　3 結 論

　　設置的UVLO模塊保證了芯片在電源波動過程中的正常工作。芯片測試的結果很好地驗證了設計思想。