一种反激式开关电源输入电压检测装置及方法制造方法及图纸

一种反激式开关电源输入电压检测装置及方法，包括电源输入判断模块200、内部电源产生模块202、环路控制模块与驱动控制模块204、输入电压检测模块206；通过上述装置，当VCC电压达到控制器的启动电压之后，通过一个短时间的功率管的开启动作，实现对输入电压是否过压或是否欠压的检测，从而避免当输入电压低的时候出现输出的不良波动，以及避免了当输入电压高的时候对功率开关管产生高压冲击可能导致的功率管烧坏的情况。又使得在芯片中完成了输入电压检测的功能，达到了检测外部电路工作状况，及时开闭功率管，减少了外置输入电压检测所带来的额外功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路设计领域，尤其涉及一种反激式开关电源输入电压检测装置及方法。
技术介绍
反激式开关电源在开机时原边控制芯片的电源通过启动电阻从原边输入电压Vin给控制芯片电源电容充电，当电容电压VCC达到设定阈值之后，反激式开关电源开始开关动作。初始启动时，控制芯片的供电是有VCC电容提供，启动后为辅助绕组供电，而因输出电压恒定，辅助绕组供电也恒定。反激式开关电源一般会设定最大电感电流，这样当输入电压降低时，并且在重载情况下，要达到最大电感电流，需要功率开关管开启更长的时间。另外，为避免反激式开关电源的功率管长时间开启，一般会设定功率管的最大导通时间。这样就会导致当输入电压降低到一定值后，因为功率管最长开启时间的限制，输入功率不能满足输出负载的要求，输出电压就会降低。输出电压的降低会导致原边控制芯片的电源电压VCC也会相应的降低。原边控制芯片为保证正常工作，会对供电电压VCC设定最小电压值。当原边控制芯片的电源电压VCC降低到设定值之后，会停止开关动作。之后原边控制芯片的电源重新通过启动电阻从原边输入电压Vin给电容充电。当原边控制芯片的电源电压VCC达到设定启动阈值后，重新启动开关动作。这样反激式开关电源会工作在打嗝模式(功率开关管动作一段时间，停止工作一段时间，并不断反复。)同时反激式开关电源的副边输出电压会产生固定周期的包络电压。这种输出电压波动，可能对副边输出的负载产生不良影响。另外，假如输入电压过高，反激式开关电源在输出电压升高后，反激时因为反激电压的存在对功率开关产生高压冲击，可能会烧坏功率开关。如公布的专利申请CN103490387A实现输入欠压检测的现有技术中，通过增加对Vin高压进行另外的分压检测电路(不同于启动电阻给VCC充电通路)，当检测到Vin欠压或是过压后，通过控制开关管将VCC电压拉低，从而避免VCC电压被启动电阻充电后达到启动阈值，从而避免出现反激式开关电源的启动过程。这样设计的的缺陷在于额外增加的输入电压检测模块，不仅增加了额外的器件(其中包括高压MOS)成本，同时还增加了额外的待机功耗(检测通路需要消耗功耗)。
技术实现思路
为此，需要提供一种输入电压检测装置，解决外置电路能耗过高功能不强的缺点。为实现上述目的，专利技术人提供了一种反激式开关电源输入电压检测装置，包括电源输入判断模块、内部电源产生模块、环路控制模块与驱动控制模块、输入电压检测模块；其中，所述电源输入判断模块用于判断电源输入，并在判断电源输入后发出工作信号，使能内部电源产生模块；所述内部电源产生模块用于产生内部工作电源；所述输入电压检测模块用于采样输入电压，比较采样输入电压与参考电压，并根据比较结果发出过压信号或欠压信号；所述环路控制模块与驱动控制模块用于在接收到工作信号后开启功率管，还用于在收到过压信号或欠压信号的时候关闭功率管。进一步地，所述输入电压检测模块还用于通过对反激式开关电源系统反馈电压端口进行钳位来检测输入电压值。具体地，所述输入电压检测模块包括NMOS管M1，所述NMOS管M1的源极与反激式开关电源系统反馈电压端口相连，M1的漏极与电源相连，M1的栅极还与NMOS管M2的栅极相连；所述M2的栅极还与电流源正极连接，M2的源极与M1的源极连接，M2的漏极还与PMOS管M3的漏极连接；所述电流源的负极与内部电源连接，正极还与NMOS管M0的栅极、M0的漏极连接，所述NMOS管M0的源极接地；所述M3的漏极与M3的栅极短接，M3的源级与内部电源连接，M3的栅极还与PMOS管M4的栅极连接；所述M4的源级与内部电源连接，M4的漏极还与比较器负极连接；所述比较器的正极连接参考电压，所述比较器负极还与电阻连接，所述电阻的另一端接地。进一步地，还包括开关S1和电容Cs，所述开关的一端与M3的栅极连接，另一端与M4的栅极连接，所述电容Cs的一端与M4的栅极连接，另一端与M4的源级连接。一种反激式开关电源输入电压检测方法，包括如下步骤：电源输入判断模块判断电源输入，在判断电源输入后发出工作信号，内部电源产生模块产生内部工作电源，环路控制模块与驱动控制模块在接收到工作信号后控制开启功率管短时间开启；输入电压检测模块比较采样输入电压与参考电压，并根据比较结果发出过压信号或欠压信号，环路控制模块与驱动控制模块在接收到过压信号或欠压信号后关闭功率管。进一步地，在比较采样输入电压与参考电压前还包括步骤：对反激式开关电源的系统反馈控制端进行钳位，对钳位电流进行开关采样得到采样电流，让采样电流流过采样电阻，得到采样输入电压。区别于现有技术，上述技术方案设计了能够集成到控制器的输入电压检测装置及方法，解决了现有技术中外置检测能耗过高功能不强的技术问题。附图说明图1为本专利技术某实施例所述装置模块图；图2为本专利技术某实施例所述反激式开关电源电路连接图；图3为本专利技术某实施例所述反激式开关电源模块设计图；图4为本专利技术某实施例所述方法流程图；图5为本专利技术某实施例的输入电压检测模块电路结构示意图。附图标记说明：200、电源输入判断模块；202、内部电源产生模块；204、环路控制模块与驱动控制模块；206、输入电压检测模块。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。这里请看图1为本专利技术的一种反激式开关电源输入电压检测装置，包括电源输入判断模块200、内部电源产生模块202、环路控制模块与驱动控制模块204、输入电压检测模块206；其中，所述电源输入判断模块用于判断电源输入，并在判断电源输入后发出工作信号，使能内部电源产生模块；所述内部电源产生模块用于产生内部工作电源；所述输入电压检测模块用于采样输入电压，比较采样输入电压与参考电压，并根据比较结果发出过压信号或欠压信号；所述环路控制模块与驱动控制模块用于在接收到工作信号后开启功率管，还用于在收到过压信号或欠压信号的时候关闭功率管。本专利技术反激式开关电源的某种应用实施例如图2所示，电源输入判断模块与VCC引脚连接，用于在判断到电源输入超过设定值之后发出工作信号(即图中start信号)并启动内部电源产生模块。内部电源产生模块用于产生工作电源，即图中Vdda。环路控制模块与驱动控制模块在接收到start信号后开启功率管，在功率开关管MN开启时，变压器辅助绕组A的net0端的电压为负电压。此负电压值和交流输入整流后的输入电压Vin值成正比例关，比例系数等于变压器的原边匝数比上变压器辅助绕组匝数。当Rfb1电阻的阻值固定，并且所述输入电压检测模块将FB引脚钳位为0V的情况下，流过Rfb1电阻的电流和输入电压成比例关系。流过Rfb1的电流和控制芯片FB引脚的电流相等。输入电压检测模块与FB引脚连接，这样芯片就得到了一个和输入电压成比例关系的电流信息。随后控制芯片可以通过比较FB引脚的电流是否超过某个预设值或是小于另一预设值，从而判断输入电压是否过压或是欠压。环路控制模块与驱动控制模块还用于在输入电压检测模块判断为过压或欠压时关闭功率管。通过上述装置，当VCC电压达到控制器的启动电压之后，通过一个短时间的功率管的开启动作，实现对输入电压是否过压或是是否欠压的检测，从而避免当输入电压低的时候出现输出的不良波动，以及避免了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反激式开关电源输入电压检测装置，其特征在于，包括电源输入判断模块、内部电源产生模块、环路控制模块与驱动控制模块、输入电压检测模块；其中，所述电源输入判断模块用于判断电源输入，并在判断电源输入后发出工作信号，使能内部电源产生模块；所述内部电源产生模块用于产生内部工作电源；所述输入电压检测模块用于采样输入电压，比较采样输入电压与参考电压，并根据比较结果发出过压信号或欠压信号；所述环路控制模块与驱动控制模块用于在接收到工作信号后开启功率管，还用于在收到过压信号或欠压信号的时候关闭功率管。

【技术特征摘要】
1.一种反激式开关电源输入电压检测装置，其特征在于，包括电源输入判断模块、内部电源产生模块、环路控制模块与驱动控制模块、输入电压检测模块；其中，所述电源输入判断模块用于判断电源输入，并在判断电源输入后发出工作信号，使能内部电源产生模块；所述内部电源产生模块用于产生内部工作电源；所述输入电压检测模块用于采样输入电压，比较采样输入电压与参考电压，并根据比较结果发出过压信号或欠压信号；所述环路控制模块与驱动控制模块用于在接收到工作信号后开启功率管，还用于在收到过压信号或欠压信号的时候关闭功率管。2.根据权利要求1所述的反激式开关电源输入电压检测装置，其特征在于，所述输入电压检测模块还用于通过对反激式开关电源系统反馈电压端口进行钳位来检测输入电压值。3.根据权利要求1所述的反激式开关电源输入电压检测装置，其特征在于，所述输入电压检测模块包括NMOS管M1，所述NMOS管M1的源极与反激式开关电源系统反馈电压端口相连，M1的漏极与电源相连，M1的栅极还与NMOS管M2的栅极相连；所述M2的栅极还与电流源正极连接，M2的源极与M1的源极连接，M2的漏极还与PMOS管M3的漏极连接；所述电流源的负极与内部电源连接，正极还与NMOS管M0的栅极、M0的漏极连接，所述NMOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡如波，李亮，施乐宁，
申请(专利权)人：福州瑞芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35