一种原边控制式开关电源控制器制造技术

本申请提供一种原边控制式开关电源控制器，通过对电源变换器的输出电压进行采样，根据该输出电压采样值的大小判断是否发生输出电压下跌；当发生输出电压下跌时，恒压环路控制电路输出的第一控制信号被屏蔽，同时选择最大基准值、与电源变换器的原边电流采样值进行比较，并输出相应的第二控制信号，以控制功率晶体管在允许的范围内导通，从而使得电源变换器能提供更多的能量来补偿输出电压下跌。也即，本申请实施例在检测到输出电压下跌时，以bang‑bang控制代替正常情况下的PID控制方式，使输出电压快速恢复至正常值，从而提高了负载动态响应速度，解决了现有技术的问题。

A primary edge controlled switching power supply controller

The present invention provides a primary side control type switching power supply controller, sampled by the output voltage of the power converter, according to the output voltage sampling value to determine whether the output voltage drop; when the output voltage falls, the first control output signal of the control circuit of constant voltage loop is shielded, select the maximum reference value, at the same time the primary side current and power converter sampling value, and output the corresponding second control signal to control the power transistor in the allowable range of conduction, so that the power converter can provide more energy to compensate output voltage drop. That is, the embodiment of the application to the output voltage in the detection of falls, with bang bang control to replace the normal condition PID control mode, the output voltage is quickly restored to normal value, so as to improve the dynamic load response speed, solves the problem.

【技术实现步骤摘要】
一种原边控制式开关电源控制器
本申请涉及电路控制
，尤其涉及一种原边控制式开关电源控制器。
技术介绍
所谓原边控制(PSR)方案，即省去光耦及副边恒压恒流控制器，只采用电源变换器原边的专用集成电路就能实现对输出电压的恒压恒流控制。相应的，原边控制式功率开关，即将功率器件与PSR控制器集成到一个封装内形成的功率开关，以减少系统方案的元件个数，适应高性能、小尺寸、易生产、低成本的市场要求。现有原边控制式功率开关中，内置PFM(脉冲频率调制)控制器的功率开关，由于其工作频率随着相应电源变换器的负载减轻而线性降低，故平均效率高，更容易满足主流国际能效标准。如图1所示，现有应用于电源变换器的内置PFM控制器的原边控制式功率开关，主要包括恒压环路控制电路100、PFM控制器200和功率晶体管300；另外该功率开关设有：电源变换器输出电压采样引脚FB，电源变换器原边电流采样引脚CS，电源变换器原边线圈接线引脚C，反应电源变换器负载情况的引脚CPC；恒压环路控制电路100分别与引脚FB、引脚CPC和PFM控制器200连接，PFM控制器200的输出端接于功率晶体管300的基极，功率晶体管300的集电极接于引脚C，发射极接于引脚CS。其工作原理为恒压环路控制电路100根据引脚FB获取的输出电压采样值和CPC引脚获取的与电源变换器负载相对应的CPC电压，通过PID控制原理控制PFM控制器200的输出信号，从而控制功率晶体管300的开关。然而，现有内置PFM控制器的功率开关的工作频率随着负载减轻而线性降低的特性，在提高功率开关的平均效率的同时，也带来了电源变换器负载动态切换时功率开关动态响应特性差的问题，即当负载动态切换时恒压环路控制电路未能快速反应，导致空载切重载时输出电压直接跌至零，从而使得内置PFM控制器的功率开关在对负载动态响应有严格要求的开关电源应用中受到很大的使用限制。
技术实现思路
有鉴于此，本申请目的在于提供一种原边控制式开关电源控制器，以解决现有内置PFM控制器的原边控制式功率开关在负载动态切换时动态响应特性差的问题。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种原边控制式开关电源控制器，包括恒压环路控制电路、峰值电流选择电路和动态响应控制电路；其中：所述恒压环路控制电路的输入端与所述开关电源控制器的副边反馈引脚FB连接，以根据由所述副边反馈引脚FB获取的所述开关电源输出电压采样值输出第一控制信号；所述动态响应控制电路的输入端与所述副边反馈引脚FB连接，以将所述输出电压采样值与预设最小输出电压比较，并输出比较结果；所述峰值电流选择电路的一个输入端与所述开关电源控制器的原边电流采样引脚CS连接，以当所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，选择最大基准值、与由所述原边电流采样引脚CS获取的所述电源变换器的原边电流采样值进行比较，并输出相应的第二控制信号；其中，所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，所述第一控制信号被屏蔽。优选的，还包括PFM控制器和功率晶体管；所述FM控制器的一个输入端与所述动态响应控制电路的输出端相连；所述FM控制器的另一输入端与所述峰值电流选择电路的输出端相连；所述FM控制器的输出端与所述功率晶体管的基极相连。优选的，所述动态响应控制电路还包括当所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，输出开通控制信号。优选的，所述动态响应控制电路还包括将所述输出电压采样值与预设最大输出电压比较，并输出比较结果。优选的，当所述比较结果为所述输出电压采样值大于所述预设最大输出电压时，所述第一控制信号被屏蔽，所述动态响应控制电路还输出关断控制信号。优选的，所述动态响应控制电路包括：输出电压检测电路和控制方式切换电路；所述输出电压检测电路的输入端与所述副边反馈引脚FB连接，所述输出电压检测电路的输出端分别与所述控制方式切换电路的一个输入端和所述峰值电流选择电路的另一输入端相连；所述控制方式切换电路的另一输入端与所述恒压环路控制电路的输出端相连。优选的，所述输出电压检测电路包括第一电压比较器和第二电压比较器；所述第一电压比较器的正相输入端接入所述预设最大输出电压，所述第一电压比较器的反相输入端接于所述副边反馈引脚FB，所述第一电压比较器的输出端作为所述输出电压检测电路的第一输出端；所述第二电压比较器的正相输入端接于所述副边反馈引脚FB，所述第二电压比较器的反相输入端接入所述预设最小输出电压，所述第二电压比较器的输出端作为所述输出电压检测电路的第二输出端；所述输出电压检测电路的第一输出端和第二输出端分别接于所述控制方式切换电路的输入端，所述输出电压检测电路的第二输出端还接于所述峰值电流选择电路的输入端。优选的，所述控制方式切换电路包括：基于与非门的RS触发器、或门、与门和检测脉冲产生电路；所述RS触发器的第一输入端接于所述输出电压检测电路的第一输出端，所述RS触发器的第二输入端接于所述输出电压检测电路的第二输出端，所述RS触发器的输出端接于所述或门的第一输入端；所述或门的第二输入端接于所述恒压环路控制电路的输出端，所述或门的输出端接于所述与门的第一输入端；所述与门的第二输入端接于所述检测脉冲产生电路的输出端，所述与门的第三输入端接于所述输出电压检测电路的第二输出端，所述与门的输出端为所述动态响应控制电路的输出端。优选的，所述峰值电流选择电路包括：基准电压产生电路和峰值电流比较器；所述基准电压产生电路的输入端接收所述比较结果，所述基准电压产生电路的输出端输出所述预设最大峰值电压、接于所述峰值电流比较器的正相输入端；所述峰值电流比较器的反相输入端接于所述原边电流采样引脚CS，所述峰值电流比较器的输出端为所述峰值电流选择电路的输出端。优选的，所述基准电压产生电路包括：高压电源、低压电源、可控开关、第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻；所述可控开关、第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻依次串联，并通过所述第三分压电阻接地；所述第二分压电阻和第三分压电阻的公共端接于所述副边反馈引脚FB；所述第一分压电和第二分压电阻的公共端接于所述峰值电流比较器的正相输入端；所述可控开关的固定端接于所述第一分压电阻，当所述输出电压检测电路输出的比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，所述可控开关的可控端接于所述高压电源，否则所述可控开关的可控端接于所述低压电源。从上述的技术方案可以看出，本申请提供的原边控制式开关电源控制器，通过对电源变换器的输出电压进行采样，根据该输出电压采样值的大小判断是否发生输出电压下跌；当发生输出电压下跌时，恒压环路控制电路输出的第一控制信号被屏蔽，同时选择最大基准值、与电源变换器的原边电流采样值进行比较，并输出相应的第二控制信号，以控制功率晶体管在允许的范围内导通，从而使得电源变换器能提供更多的能量来补偿输出电压下跌。也即，本申请实施例在检测到输出电压下跌时，以bang-bang控制代替正常情况下的PID控制方式，使输出电压快速恢复至正常值，从而提高了负载动态响应速度，解决了现有技术的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，显而易见地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原边控制式开关电源控制器，其特征在于，包括恒压环路控制电路、峰值电流选择电路和动态响应控制电路；其中：所述恒压环路控制电路的输入端与所述开关电源控制器的副边反馈引脚FB连接，以根据由所述副边反馈引脚FB获取的所述开关电源输出电压采样值输出第一控制信号；所述动态响应控制电路的输入端与所述副边反馈引脚FB连接，以将所述输出电压采样值与预设最小输出电压比较，并输出比较结果；所述峰值电流选择电路的一个输入端与所述开关电源控制器的原边电流采样引脚CS连接，以当所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，选择最大基准值、与由所述原边电流采样引脚CS获取的所述电源变换器的原边电流采样值进行比较，并输出相应的第二控制信号；其中，所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，所述第一控制信号被屏蔽。

【技术特征摘要】
1.一种原边控制式开关电源控制器，其特征在于，包括恒压环路控制电路、峰值电流选择电路和动态响应控制电路；其中：所述恒压环路控制电路的输入端与所述开关电源控制器的副边反馈引脚FB连接，以根据由所述副边反馈引脚FB获取的所述开关电源输出电压采样值输出第一控制信号；所述动态响应控制电路的输入端与所述副边反馈引脚FB连接，以将所述输出电压采样值与预设最小输出电压比较，并输出比较结果；所述峰值电流选择电路的一个输入端与所述开关电源控制器的原边电流采样引脚CS连接，以当所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，选择最大基准值、与由所述原边电流采样引脚CS获取的所述电源变换器的原边电流采样值进行比较，并输出相应的第二控制信号；其中，所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，所述第一控制信号被屏蔽。2.根据权利要求1所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，还包括PFM控制器和功率晶体管；所述FM控制器的一个输入端与所述动态响应控制电路的输出端相连；所述FM控制器的另一输入端与所述峰值电流选择电路的输出端相连；所述FM控制器的输出端与所述功率晶体管的基极相连。3.根据权利要求1或2所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，所述动态响应控制电路还包括当所述比较结果为所述输出电压采样值小于所述预设最小输出电压时，输出开通控制信号。4.根据权利要求1或2所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，所述动态响应控制电路还包括将所述输出电压采样值与预设最大输出电压比较，并输出比较结果。5.根据权利要求4所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，当所述比较结果为所述输出电压采样值大于所述预设最大输出电压时，所述第一控制信号被屏蔽，所述动态响应控制电路还输出关断控制信号。6.根据权利要求4所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，所述动态响应控制电路包括：输出电压检测电路和控制方式切换电路；所述输出电压检测电路的输入端与所述副边反馈引脚FB连接，所述输出电压检测电路的输出端分别与所述控制方式切换电路的一个输入端和所述峰值电流选择电路的另一输入端相连；所述控制方式切换电路的另一输入端与所述恒压环路控制电路的输出端相连。7.根据权利要求6所述的原边控制式开关电源控制器，其特征在于，所述输出电压检测电路包括第一电压比较器和第二电压比较器；所述第一电压比较器的正相输入端接入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕述庄，赵锋，刘峰，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，上海新进芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31