基于次级控制的充电系统及其次级控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于次级控制的充电系统，包括：变压器；整流装置；次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片，次级同步整流辅助芯片控制次级整流开关管的开启和关闭，并实时检测次级整流开关管的温度，在温度上升时通过对次级整流开关管进行控制以使突变的电压变大，变大的突变的电压反馈到辅助绕组时生成温度补偿信号；初级控制芯片和初级开关管，初级控制芯片采集到温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据温度补偿电流、电压检测端检测到的电压和电压反馈端的反馈电压对初级开关管进行控制以调节系统的输出电压。该充电系统能够实现高精度的温度补偿，大大提升了系统的输出电压精度。本发明专利技术还公开了一种基于次级控制的充电系统的次级控制装置。

Secondary control based charging system and its secondary control device

The invention discloses a charging system based on secondary control, including: transformer, rectifier device, secondary rectifier switch tube and secondary synchronous rectifier auxiliary chip, secondary synchronous rectifier auxiliary chip to control the opening and closing of secondary rectifier switch tube, and detect the temperature of secondary whole flow switch in real time, when the temperature rises. By controlling the secondary rectifier switch to make the abrupt voltage larger and the larger mutation voltage feedback to the auxiliary winding, the temperature compensation signal is generated. The primary control chip and the primary switch tube, the primary control chip collect the temperature compensation signal when the temperature compensation signal is collected, and compensate the current and voltage according to the temperature. The feedback voltage of the feedback terminal and the voltage detected by the detection terminal controls the primary switch tube to regulate the output voltage of the system. The charging system can achieve high precision temperature compensation, greatly improving the output voltage accuracy of the system. The invention also discloses a secondary control device of a charging system based on secondary control.

【技术实现步骤摘要】
基于次级控制的充电系统及其次级控制装置
本专利技术涉及充电器
，特别涉及一种基于次级控制的充电系统以及一种基于次级控制的充电系统的次级控制装置。
技术介绍
随着手机电池容量的逐渐增大，充电器的输出功率也需变得越来越大，然而充电器输出续流二极管的温升就会越来越高。其中，二极管的导通压降随器件温度成反比，很容易造成充电器满载输出时输出电压慢慢上升的情况出现，从而大大影响了充电器的输出电压精度。如图1所示，目前主流的解决方案是在初级控制芯片IC中设计一个温度补偿电路，通过检测芯片内部的温度来间接反映输出续流二极管的温度变化情况，当芯片内部的温度升高时，温度补偿电路检测到芯片内部温度变化的大小，相应地转换成补偿电流叠加在芯片的恒压基准上，进而减小充电器系统的输出电压来平衡由于次级续流二极管温升造成的系统输出电压的上升。然而，初级控制芯片本身的发热量很小，因此芯片主要是通过功率三极管的传热来检测系统的实际温度，由于PCB的布线、功率三极管的散热却大大影响着芯片内部温度补偿电路对实际温度的检测，因此在初级控制芯片中设置温度补偿电路往往很难实现高精度的温度补偿，对充电器系统的输出电压精度提升不大。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于次级控制的充电系统，能够实现高精度的温度补偿，从而大大提升了系统的输出电压精度。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于次级控制的充电系统的次级控制装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出的一种基于次级控制的充电系统，包括：变压器，所述变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组；整流装置，所述整流装置用于将输入的交流电转换成直流电以给所述初级绕组充电；次级控制装置，所述次级控制装置包括次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片，所述次级同步整流辅助芯片通过检测所述次级整流开关管两端的电压以控制所述次级整流开关管的开启和关闭，并在所述次级整流开关管处于关闭状态下控制所述次级整流开关管再次开启以使所述次级绕组的两端生成突变的电压，以及所述次级同步整流辅助芯片在检测到所述次级整流开关管的温度上升时通过对所述次级整流开关管进行控制以使所述突变的电压变大，所述变大的突变的电压通过所述次级绕组反馈到所述辅助绕组时生成温度补偿信号；初级控制装置，所述初级控制装置包括初级控制芯片和初级开关管、检流电阻，所述初级开关管通过所述检流电阻连接地，所述初级控制芯片通过电压反馈端采集到所述温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据所述温度补偿电流、所述初级控制芯片的电压检测端检测到的所述检流电阻上的电压和所述电压反馈端的反馈电压对所述初级开关管进行控制以调节所述充电系统的输出电压。根据本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统，次级同步整流辅助芯片通过检测次级整流开关管两端的电压以控制次级整流开关管的开启和关闭，并在次级整流开关管处于关闭状态下控制次级整流开关管再次开启以使次级绕组的两端生成突变的电压，以及次级同步整流辅助芯片在检测到次级整流开关管的温度上升时通过对次级整流开关管进行控制以使突变的电压变大，变大的突变的电压通过次级绕组反馈到辅助绕组时生成温度补偿信号，初级控制芯片通过电压反馈端采集到温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据温度补偿电流、电压检测端检测到的检流电阻上的电压和电压反馈端的反馈电压对初级开关管进行控制以调节充电系统的输出电压。因此，本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统通过将生成的温度补偿电流叠加到初级控制芯片的恒压基准上，从而减小充电系统的输出电压来平衡由于次级整流开关管的温升造成的充电系统输出电压的上升，所以本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统采用次级同步整流辅助芯片实时检测次级整流开关管的温度情况来实现高精度的温度补偿，检测精度得到大大提高，从而大大提升了系统的输出电压精度。此外，本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统通过采用次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片以进行次级同步整流控制，比传统的采用续流二极管损耗要小得多，特别是目前充电器输出电流越来越大的情况下，次级整流开关管结合次级同步整流辅助芯片可以实现很大的系统转换效率，可以符合更高的能效标准。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于次级控制的充电系统的次级控制装置，所述基于次级控制的充电系统包括变压器、整流装置和初级控制装置，其中，所述变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述初级控制装置包括初级控制芯片和初级开关管、检流电阻，所述初级开关管通过所述检流电阻连接地，所述次级控制装置包括：次级整流开关管；和次级同步整流辅助芯片，所述次级同步整流辅助芯片通过检测所述次级整流开关管两端的电压以控制所述次级整流开关管的开启和关闭，并在所述次级整流开关管处于关闭状态下控制所述次级整流开关管再次开启以使所述次级绕组的两端生成突变的电压，以及所述次级同步整流辅助芯片在检测到所述次级整流开关管的温度上升时通过对所述次级整流开关管进行控制以使所述突变的电压变大，所述变大的突变的电压通过所述次级绕组反馈到所述辅助绕组时生成温度补偿信号，所述初级控制芯片通过电压反馈端采集到所述温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据所述温度补偿电流、所述初级控制芯片的电压检测端检测到的所述检流电阻上的电压和所述电压反馈端的反馈电压对所述初级开关管进行控制以调节所述充电系统的输出电压。根据本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统的次级控制装置，将生成的温度补偿信号反馈到初级控制芯片，初级控制芯片根据温度补偿信号生成温度补偿电流，并将生成的温度补偿电流叠加到初级控制芯片的恒压基准上，从而减小充电系统的输出电压来平衡由于次级整流开关管的温升造成的充电系统输出电压的上升，所以本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统的次级控制装置采用次级同步整流辅助芯片实时检测次级整流开关管的温度情况来实现高精度的温度补偿，检测精度得到大大提高，从而大大提升了系统的输出电压精度。此外，本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统的次级控制装置通过采用次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片以进行次级同步整流控制，比传统的采用续流二极管损耗要小得多，特别是目前充电器输出电流越来越大的情况下，次级整流开关管结合次级同步整流辅助芯片可以实现很大的系统转换效率，可以符合更高的能效标准。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为传统的初级控制的充电器方案的线路图；图2为根据本专利技术实施例的基于次级控制的充电系统的线路示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的基于次级控制的充电系统的次级同步整流的工作原理图；图4为根据本专利技术一个实施例的次级同步整流辅助芯片的工作波形示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的次级同步整流辅助芯片的内部电路示意图；图6为根据本专利技术一个实施例的第一驱动模块的内部电路示意图；图7为根据本专利技术一个实施例的基于次级控制的充电系统的具体温度补偿工作原理图；图8为根据本专利技术一个实施例的初级控制芯片的内部方框示意图；图9为根据本专利技术一个实施例的基于次级控制的充电系统的初级控制芯片的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于次级控制的充电系统，其特征在于，包括：变压器，所述变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组；整流装置，所述整流装置用于将输入的交流电转换成直流电以给所述初级绕组充电；次级控制装置，所述次级控制装置包括次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片，所述次级同步整流辅助芯片通过检测所述次级整流开关管两端的电压以控制所述次级整流开关管的开启和关闭，并在所述次级整流开关管处于关闭状态下控制所述次级整流开关管再次开启以使所述次级绕组的两端生成突变的电压，以及所述次级同步整流辅助芯片在检测到所述次级整流开关管的温度上升时通过对所述次级整流开关管进行控制以使所述突变的电压变大，所述变大的突变的电压通过所述次级绕组反馈到所述辅助绕组时生成温度补偿信号；初级控制装置，所述初级控制装置包括初级控制芯片和初级开关管、检流电阻，所述初级开关管通过所述检流电阻连接地，所述初级控制芯片通过电压反馈端采集到所述温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据所述温度补偿电流、所述初级控制芯片的电压检测端检测到的所述检流电阻上的电压和所述电压反馈端的反馈电压对所述初级开关管进行控制以调节所述充电系统的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种基于次级控制的充电系统，其特征在于，包括：变压器，所述变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组；整流装置，所述整流装置用于将输入的交流电转换成直流电以给所述初级绕组充电；次级控制装置，所述次级控制装置包括次级整流开关管和次级同步整流辅助芯片，所述次级同步整流辅助芯片通过检测所述次级整流开关管两端的电压以控制所述次级整流开关管的开启和关闭，并在所述次级整流开关管处于关闭状态下控制所述次级整流开关管再次开启以使所述次级绕组的两端生成突变的电压，以及所述次级同步整流辅助芯片在检测到所述次级整流开关管的温度上升时通过对所述次级整流开关管进行控制以使所述突变的电压变大，所述变大的突变的电压通过所述次级绕组反馈到所述辅助绕组时生成温度补偿信号；初级控制装置，所述初级控制装置包括初级控制芯片和初级开关管、检流电阻，所述初级开关管通过所述检流电阻连接地，所述初级控制芯片通过电压反馈端采集到所述温度补偿信号时生成温度补偿电流，并根据所述温度补偿电流、所述初级控制芯片的电压检测端检测到的所述检流电阻上的电压和所述电压反馈端的反馈电压对所述初级开关管进行控制以调节所述充电系统的输出电压。2.如权利要求1所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述次级整流开关管为第一MOS管，所述次级同步整流辅助芯片包括第一电源端、第一驱动控制端、电压采样端和第一接地端，所述第一电源端与所述次级绕组的一端相连，所述电压采样端分别与所述次级绕组的另一端和所述第一MOS管的漏极相连，所述第一驱动控制端与所述第一MOS管的栅极相连，所述第一接地端与所述第一MOS管的源极相连。3.如权利要求2所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述次级同步整流辅助芯片还包括：电流镜模块，所述电流镜模块分别与所述第一电源端和所述电压采样端相连，所述电流镜模块在所述第一MOS管的漏极电压小于0时根据所述第一MOS管的漏极电压生成第一电压；第一比较触发模块，所述第一比较触发模块与所述电流镜模块相连，其中，在所述第一电压大于第一基准电压时所述第一比较触发模块生成第一触发信号，并在所述第一电压小于第二基准电压时所述第一比较触发模块生成第二触发信号；第一驱动模块，所述第一驱动模块根据所述第一触发信号控制所述第一MOS管开启，并根据所述第二触发信号控制所述第一MOS管关闭，并且，所述第一驱动模块包括电压调节单元、选通器、开关单元和脉冲产生单元，所述选通器的第一端与所述第一电源端相连，所述选通器的第二端通过第一电阻与第三基准电压提供端相连，所述选通器的控制端与所述第一比较触发模块的输出端相连；所述电压调节单元分别与所述第一电源端和所述选通器的第二端相连，所述电压调节单元在所述次级整流开关管的温度上升时通过调节第三基准电压以使输入到所述选通器的电压升高；所述脉冲产生单元分别与所述第一比较触发模块的输出端和所述开关单元相连；其中，所述选通器在接收到所述第一触发信号时选通所述第一电源端的电压以通过所述开关单元控制所述第一MOS管开启，并在接收到所述第二触发信号时选通调节后的第三基准电压以通过所述开关单元控制所述第一MOS管继续开启，所述第一MOS管继续开启的时间由所述脉冲产生单元控制。4.如权利要求3所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述电压调节单元具体包括：第一电流源，所述第一电流源的一端与所述第一电源端相连；第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述第一电流源的另一端相连，所述第一三极管的发射极和基极相连后接地；第二MOS管，所述第二MOS管的漏极与所述第一电流源的另一端相连，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极相连；第三MOS管，所述第三MOS管的漏极与所述选通器的第二端相连，所述第三MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极相连，所述第三MOS管的源极接地。5.如权利要求3所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述脉冲产生单元具体包括：第一反相器，所述第一反相器的输入端与所述第一比较触发模块的输出端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一反相器的输出端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第一电容的另一端接地；第二反相器，所述第二反相器的输入端与所述第二电阻的另一端相连；第三反相器，所述第三反相器的输入端与所述第二反相器的输出端相连；第一与门，所述第一与门的第一输入端与所述第一反相器的输入端相连，所述第一与门的第二输入端与所述第三反相器的输出端相连；第一或门，所述第一或门的第一输入端与所述第一比较触发模块的输出端相连，所述第一或门的第二输入端与所述第一与门的输出端相连，所述第一或门的输出端与所述开关单元相连。6.如权利要求3所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述第一比较触发模块具体包括：第一比较器，所述第一比较器的同相输入端与所述电流镜模块的输出端相连，所述第一比较器的反相输入端与第一基准电压提供端相连；第二比较器，所述第二比较器的反相输入端与所述电流镜模块的输出端相连，所述第二比较器的同相输入端与第二基准电压提供端相连；第一RS触发器，所述第一RS触发器的S端与所述第一比较器的输出端相连，所述第一RS触发器的R端与所述第二比较器的输出端相连，所述第一RS触发器的输出端与所述第一驱动模块相连。7.如权利要求6所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述次级同步整流辅助芯片还包括用于在所述第一MOS管的漏极电压大于0时屏蔽所述第二比较器输出的第一屏蔽模块，所述第一屏蔽模块包括：第四反相器，所述第四反相器的输入端与所述第一RS触发器的输出端相连；第四MOS管，所述第四MOS管的栅极与所述第四反相器的输出端相连，所述第四MOS管的漏极与所述第二比较器的输出端相连，所述第四MOS管的源极接地。8.如权利要求1所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述初级控制芯片包括：采样模块，所述采样模块与所述电压反馈端相连，所述采样模块根据所述温度补偿信号输出所述温度补偿电流，并根据所述反馈电压输出采样电压；误差放大器，所述误差放大器的第一输入端与所述采样模块的温度补偿输出端相连，且还通过第三电阻与第四基准电压提供端相连，所述误差放大器的第二输入端与所述采样模块的采样输出端相连，所述误差放大器根据所述采样电压和叠加到第四基准电压的所述温度补偿电流输出误差放大信号；内部振荡器，所述内部振荡器的输入端与所述误差放大器的输出端相连，所述内部振荡器根据所述误差放大信号调节输出频率；第二RS触发器，所述第二RS触发器的S端与所述内部振荡器的输出端相连，所述第二RS触发器的R端与所述电压检测端相连，所述第二RS触发器根据所述输出频率和所述电压检测端检测到的电压输出控制所述初级开关管的驱动信号；第二驱动模块，所述第二驱动模块与所述第二RS触发器的输出端相连，所述第二驱动模块根据所述驱动信号控制所述初级开关管开启和关闭。9.如权利要求8所述的基于次级控制的充电系统，其特征在于，所述采样模块包括：触发单元，所述触发单元与所述第二RS触发器的输出端相连，其中，在所述驱动信号为低电平时...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文辉，王文情，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44