开关电源驱动芯片及开关电源驱动电路制造技术

本实用新型专利技术属于开关电源技术领域，本实用新型专利技术提供一种开关电源驱动芯片及开关电源驱动电路，开关电源驱动芯片包括COMP电压采样电路、压流转换电路、消磁时间采样电路、第一电压产生电路、第二电压产生电路、电压比较电路以及逻辑电路；消磁时间采样电路检测到开关周期中的消磁时间结束时，控制第一电压产生电路停止充电，保持第一电压恒定并输出第一电压；当第二电压值大于第一电压值，开关周期中的自由振荡时间结束，开始下一个周期；电压比较电路根据第一电压和第二电压转换输出电平信号，并输出给主功率级电路，可以得到自由振荡时间与开关周期的比值是一个固定值，解决了DCM模式下现有技术影响APFC系统功率因数和谐波的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于开关电源驱动
，尤其涉及一种开关电源驱动芯片及开关电源驱动电路。
技术介绍
非隔离的高功率因数低谐波APFC开关电源绝大部分采用BOOST拓扑结构，该BOOST拓扑有三种工作模式：1、CCM(连续导通模式)；2、BCM(临界导通模式)；3、DCM(非连续导通模式)。其中，容易实现高功率因数低谐波的BOOST拓扑工作模式有两种，一种是DCM模式(非连续导通模式)，另一种是BCM模式(边界导通模式)，其中，BCM模式控制电路简单，普遍被应用在中小功率电源方案，但BCM模式有一个不可避免的缺陷。工作在BCM的开关电源系统，输入电压越高，输出载越轻，导通时间越小。当此导通时间减小至最小导通时间时，系统失去自我调节能力，将造成灾难性系统后果。为了避免此灾难性后果，在某一高压轻载时，系统进入DCM，导通时间停止减小或变缓减小，避开最小导通时间。但是，当开关电源系统进入DCM后，自由振荡时间与开关周期的比值不固定，输入电流波形偏离正弦波，导致功率因数与谐波变差。综上所述，当开关电源系统由BCM进入DCM，现有技术无法保证自由振荡时间与开关周期的比值固定，导致功率因数与谐波变差。
技术实现思路
鉴于此，本技术的目的在于提供一种开关电源驱动芯片及开关电源驱动电路，当开关电源系统由BCM进入DCM，现有技术无法保证自由振荡时间与开关周期的比值固定，导致功率因数与谐波变差，此技术旨在解决此问题。本技术是这样实现的，第一方面提供一种开关电源驱动芯片，所述开关电源驱动芯片与开关电源驱动电路的主功率级电路连接，形成开关电源驱动电路，所述开关电源驱动芯片包括COMP电压采样电路、压流转换电路、消磁时间采样电路、第一电压产生电路、第二电压产生电路、电压比较电路以及逻辑电路；所述消磁时间采样电路的输入端连接所述主功率级电路的第一输出端，所述消磁时间采样电路的输出端连接所述第一电压产生电路的第一控制端，所述第一电压产生电路的电流输入端连接基准电流源，所述第一电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第一电压输入端，所述COMP电压采样电路的电压采样端连接所述主功率级电路的第二电压输出端，所述COMP电压采样电路的输出端连接所述压流转换电路的电压输入端，所述压流转换电路的电流输出端连接所述第二电压产生电路的电流输入端，所述第二电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第二电压输入端，所述电压比较电路的输出端连接所述逻辑电路的输入端，所述逻辑电路的输出端连接所述主功率级电路的输入端；所述基准电流源输出第一电流给所述第一电压产生电路中的第一储能器件充电以获取第一电压并使第一电压逐渐升高，所述消磁时间采样电路检测到开关周期中的消磁时间结束时，控制所述第一电压产生电路停止充电，保持第一电压恒定并输出第一电压；所述COMP电压采样电路用于获取COMP采样电压，并将所述COMP采样电压输出给所述压流转换电路，所述压流转换电路对所述COMP采样电压进行压流转换后输出第二电流给所述第二电压产生电路中的第二储能器件充电，并使所述第二电压产生电路输出第二电压；所述电压比较电路当所述第二电压大于所述第一电压时转换输出有效电平信号，并将转换后的输出有效电平信号输出给所述逻辑电路，所述逻辑电路进行逻辑运算后输出给主功率级电路，所述主功率级电路控制开关周期中的自由振荡时间结束并开始下一周期。结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述开关电源驱动芯片还包括电容清零复位电路，所述电容清零复位电路的输入端连接所述逻辑电路的输出端，所述电容清零复位电路的输出端连接所述第一电压产生电路的第二控制端、所述第二电压产生电路的第一控制端以及第二控制端；所述电容清零复位电路根据所述逻辑电路输出的控制信号在自由振荡时间结束时对所述第一电压产生电路和所述第二电压产生电路进行电压清零。结合第一方面及第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述第一电压产生电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管以及第一电容；所述第一场效应管的源极连接所述第二场效应管的源极，所述第一场效应管的栅极、所述第二场效应管的栅极以及所述第一场效应管的漏极共接并构成所述第一电压产生电路的电流输入端，所述第二场效应管的漏极连接所述第三场效应管的源极，所述第三场效应管的栅极为所述第一电压产生电路的第一控制端，所述第三场效应管的漏极、所述第四场效应管的漏极以及所述第一电容的第一端共接并构成所述第一电压产生电路的电压输出端，所述第四场效应管的源极以及所述第一电容的第二端共接于地，所述第四场效应管的栅极为所述第一电压产生电路的第二控制端。结合第一方面及第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述第二电压产生电路包括第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管以及第二电容；所述第五场效应管的源极连接所述第六场效应管的源极，所述第五场效应管的栅极、所述第六场效应管的栅极以及所述第五场效应管的漏极共接并构成所述第二电压产生电路的电流输入端，所述第六场效应管的漏极连接所述第七场效应管的源极，所述第七场效应管的栅极为所述第二电压产生电路的第一控制端，所述第七场效应管的漏极、所述第八场效应管的漏极以及所述第二电容的第一端共接并构成所述第二电压产生电路的电压输出端，所述第八场效应管的源极以及所述第二电容的第二端共接于地，所述第八场效应管的栅极为所述第二电压产生电路的第二控制端。结合第一方面及第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，在所述自由振荡时间结束时，所述自由振荡时间与所述开关周期之间的比值满足以下公式：tz/T＝1-Ic/Iref；其中，tz为自由振荡时间，T为开关周期，Iref为第一电流，Ic为第二电流。结合第一方面，在第一方面的第五种实施方式中，所述压流转换电路包括第一电压放大器、第九场效应管以及第一电阻；所述第一电压放大器的同相输入端为所述压流转换电路的电压输入端，所述第一电压放大器的反相输入端连接所述第九场效应管的源极以及所述第一电阻的第一端，所述第九场效应管的漏极为所述压流转换电路的电流输出端，所述第一电阻的第二端接地。本技术第二方面提供一种开关电源驱动电路，包括第一方面所述的开关电源驱动芯片以及主功率级电路，所述开关电源驱动芯片与所述主功率级电路连接。本技术提供一种开关电源驱动芯片及开关电源驱动电路，在开关周期中的自由振荡时间结束时，使第二电压产生电路产生的第二电压逐渐升高到第一电压，当电压比较器发生翻转时，此时，第一电压值近似等于第二电压值，可以得到自由振荡时间与开关周期的比值是一个固定值，解决了现有技术存在整个系统进入DCM模式时自由振荡时间与开关周期的比值不是固定值影响系统功率因数和谐波的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源驱动芯片，所述开关电源驱动芯片与开关电源驱动电路的主功率级电路连接，形成开关电源驱动电路，其特征在于，所述开关电源驱动芯片包括COMP电压采样电路、压流转换电路、消磁时间采样电路、第一电压产生电路、第二电压产生电路、电压比较电路以及逻辑电路；所述消磁时间采样电路的输入端连接所述主功率级电路的第一输出端，所述消磁时间采样电路的输出端连接所述第一电压产生电路的第一控制端，所述第一电压产生电路的电流输入端连接基准电流源，所述第一电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第一电压输入端，所述COMP电压采样电路的电压采样端连接所述主功率级电路的第二电压输出端，所述COMP电压采样电路的输出端连接所述压流转换电路的电压输入端，所述压流转换电路的电流输出端连接所述第二电压产生电路的电流输入端，所述第二电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第二电压输入端，所述电压比较电路的输出端连接所述逻辑电路的输入端，所述逻辑电路的输出端连接所述主功率级电路的输入端；所述基准电流源输出第一电流给所述第一电压产生电路中的第一储能器件充电以获取第一电压并使第一电压逐渐升高，所述消磁时间采样电路检测到开关周期中的消磁时间结束时，控制所述第一电压产生电路停止充电，保持第一电压恒定并输出第一电压；所述COMP电压采样电路用于获取COMP采样电压，并将所述COMP采样电压输出给所述压流转换电路，所述压流转换电路对所述COMP采样电压进行压流转换后输出第二电流给所述第二电压产生电路中的第二储能器件充电，并使所述第二电压产生电路输出第二电压；所述电压比较电路当所述第二电压大于所述第一电压时转换输出有效电平信号，并将转换后的输出有效电平信号输出给所述逻辑电路，所述逻辑电路进行逻辑运算后输出给主功率级电路，所述主功率级电路控制开关周期中的自由 振荡时间结束并开始下一周期。...

【技术特征摘要】
1.一种开关电源驱动芯片，所述开关电源驱动芯片与开关电源驱动电路的主功率级电路连接，形成开关电源驱动电路，其特征在于，所述开关电源驱动芯片包括COMP电压采样电路、压流转换电路、消磁时间采样电路、第一电压产生电路、第二电压产生电路、电压比较电路以及逻辑电路；
所述消磁时间采样电路的输入端连接所述主功率级电路的第一输出端，所述消磁时间采样电路的输出端连接所述第一电压产生电路的第一控制端，所述第一电压产生电路的电流输入端连接基准电流源，所述第一电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第一电压输入端，所述COMP电压采样电路的电压采样端连接所述主功率级电路的第二电压输出端，所述COMP电压采样电路的输出端连接所述压流转换电路的电压输入端，所述压流转换电路的电流输出端连接所述第二电压产生电路的电流输入端，所述第二电压产生电路的电压输出端连接所述电压比较电路的第二电压输入端，所述电压比较电路的输出端连接所述逻辑电路的输入端，所述逻辑电路的输出端连接所述主功率级电路的输入端；
所述基准电流源输出第一电流给所述第一电压产生电路中的第一储能器件充电以获取第一电压并使第一电压逐渐升高，所述消磁时间采样电路检测到开关周期中的消磁时间结束时，控制所述第一电压产生电路停止充电，保持第一电压恒定并输出第一电压；
所述COMP电压采样电路用于获取COMP采样电压，并将所述COMP采样电压输出给所述压流转换电路，所述压流转换电路对所述COMP采样电压进行压流转换后输出第二电流给所述第二电压产生电路中的第二储能器件充电，并使所述第二电压产生电路输出第二电压；
所述电压比较电路当所述第二电压大于所述第一电压时转换输出有效电平信号，并将转换后的输出有效电平信号输出给所述逻辑电路，所述逻辑电路进行逻辑运算后输出给主功率级电路，所述主功率级电路控制开关周期中的自由振荡时间结束并开始下一周期。
2.如权利要求1所述的开关电源驱动芯片，其特征在于，所述开关电源驱动芯片还包括电容清零复位电路，所述电容清零复位电路的输入端连接所述逻辑电路的输出端，所述电容清零复位电路的输出端连接所述第一电压产生电路的第二控制端、所述第二电压产生电路的第一控制端以及第二控制端；
所述电容清零复位电路根据所述逻辑电路输出的控制信号在自由振荡时间结束时对所述第一电压产生电路和所述第二电压产生电路进行电压清零。
3.如权利要求2所述的开关电源驱动芯片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李照华，谢靖，林道明，周鹏，
申请(专利权)人：深圳市明微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44