功率变换器及其供电控制方法和电源控制芯片技术

本申请实施例提供一种功率变换器及其供电控制方法和电源控制芯片，该功率变换器主要包括变压器、主开关管、电源控制芯片、电压检测模块和采样控制模块等，变压器包括具有相同极性的主绕组和辅助绕组，电源控制芯片包括充电控制模块，其中，采样控制模块和电压检测模块位于电源控制芯片内部或外部；采样控制模块的第一端连接芯片的退磁检测引脚，第二端连接充电控制模块的第一端，第三端连接芯片的电源负极引脚；充电控制模块的第二端连接电压检测模块，第三端连接芯片的电源正极引脚。本申请的方案能够克服现有技术中由于传统辅助绕组的电压跟随而导致电源控制芯片的电源电压需承受更高电压的缺陷，使得芯片的电压可以稳定在所需的设定值等。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器及其供电控制方法和电源控制芯片
本申请涉及功率转换
，尤其涉及一种功率变换器及其供电控制方法和电源控制芯片。
技术介绍
PD电源适配器就是支持PD(PowerDelivery)协议的电源适配器。PD电源一般功率大，为了满足欧洲能源之星的能效标准，一般采用准谐振系统工作的电源控制芯片。PD电源的输出电压范围大，常见的输出为3.3V～20V，即存在最大电压是最小电压的6倍的现象。在采用传统的基于辅助绕组为该电源控制芯片供电的反激变换器中，辅助绕组与次级绕组极性相同，在辅助绕组和次级绕组极性的匝比固定的情况下，传统的辅助绕组进行芯片供电时的电压与反激变换器的输出电压近似成正比，即供电电压的变化范围也将达到6倍。为了不影响电源控制芯片驱动主开关管的效率，目前市面上有两种常见做法，一种是在电源控制芯片的电源引脚前增加一个外置线性电压调节电路(LDO)以进行降压作用；另一种则是在电源控制芯片的内部设置一LDO模块，以为芯片提供稳定电源。然而，第一种方案需要在外围增加LDO，提高了成本，降低了系统效率；第二种方案需要使用更高耐压的工艺，增大了芯片面积，增加了芯片发热量，还降低了系统效率和系统稳定性，提高了成本等。因此，这两种方法均不能较好地解决PD电源应用下的主控芯片供电问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请为了克服现有技术中的不足，提供一种功率变换器及其供电控制方法和电源控制芯片。本申请的实施例提供一种功率变换器，包括：变压器、主开关管、电源控制芯片、供电电容、限流电阻、电压检测模块和采样控制模块，其中，所述变压器包括具有相同极性的主绕组和辅助绕组，所述电源控制芯片包括退磁检测引脚、电源正极引脚、电源负极引脚和充电控制模块，所述采样控制模块和所述电压检测模块位于所述电源控制芯片内部或外部；所述主绕组的第一端用于连接输入电压，第二端连接所述主开关管；所述辅助绕组的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端接地；所述电源正极引脚通过所述供电电容接地，还经由所述限流电阻连接至所述主绕组的第一端；所述电源负极引脚接地；所述采样控制模块的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端连接所述充电控制模块的第一端，第三端连接所述电源负极引脚；所述充电控制模块的第二端连接所述电压检测模块的输出端，第三端连接所述电源正极引脚；所述电压检测模块的输入端连接所述电源正极引脚。在一种实施例中，所述电压检测模块用于检测所述电源正极引脚的电压，并当所述电源正极引脚的电压低于预设值时输出通路开启信号；所述充电控制模块用于当接收到所述通路开启信号时，控制所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态；其中，所述充电控制模块包括一开关单元和钳位二极管，所述开关单元的第一端连接所述采样控制模块的第二端，第二端连接正向设置的所述钳位二极管，第三端连接所述电压检测模块的输出端。在一种实施例中，所述开关单元包括电流源、压降电阻、第一开关管和第一开关，所述压降电阻并联于所述第一开关管的控制端和第一端之间，所述第一开关管的第一端连接所述采样控制模块的第二端，第二端连接所述钳位二极管，控制端连接所述第一开关的第一端；所述第一开关的第二端连接所述电流源，控制端连接所述电压检测模块。在一种实施例中，所述第一开关管为MOS管或三极管。在一种实施例中，所述采样控制模块用于当所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态后，在所述主开关管导通时，控制所述采样控制模块的第一端与第二端之间短路且第二端与第三端之间断路，以使所述辅助绕组产生的电流由所述退磁检测引脚流向所述供电电容；其中，所述采样控制模块包括第二开关、第三开关以及由第一电阻和第二电阻串联构成的分压单元；所述第一电阻的一端连接所述退磁检测引脚，另一端分别连接所述第二电阻的一端和所述充电控制模块的第一端；所述第二开关并联于所述第一电阻的两端；所述第二电阻的另一端连接所述第三开关的一端，所述第三开关的另一端连接所述电源负极引脚。本申请的实施例还提供一种功率变换器的供电控制方法，其中，所述功率变换器采用上述的功率变换器，所述方法包括：当检测到所述电源正极引脚的电压低于预设值时，生成通路开启信号；所述充电控制模块在接收到所述通路开启信号时，控制所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态；当所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态后，在所述主开关管导通时，所述采样控制模块控制所述采样控制模块的第一端与第二端之间短路且第二端与第三端之间断路，以使所述辅助绕组产生的电流由所述退磁检测引脚流向所述供电电容。在一种实施例中，该功率变换器的供电控制方法还包括：当检测到所述电源正极引脚的电压高于所述预设值时，生成通路关断信号；所述充电控制模块在接收到所述通路关断信号时，控制所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间的可导通状态断开。在一种实施例中，该功率变换器的供电控制方法还包括：当所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间的可导通状态断开后，在所述主开关管关断时，所述采样控制模块控制所述采样控制模块的第一端与第二端之间的短路状态断开且第二端与第三端之间导通。在一种实施例中，所述采样控制模块包括第二开关、第三开关以及由第一电阻和第二电阻串联构成的采样单元，其中，所述第一电阻的一端连接所述退磁检测引脚，另一端分别连接所述第二电阻的一端和所述充电控制模块的第一端；所述第二开关并联于所述第一电阻的两端；所述第二电阻的另一端连接所述第三开关的一端，所述第三开关的另一端连接所述电源负极引脚；所述方法还包括：通过所述采样单元采集所述退磁检测引脚上的电信号以判断所述变压器的状态，在所述变压器消磁完成后，获取所述变压器在谐振阶段的谐振电流，所述谐振电流用于控制所述主开关管在所述谐振电流为零的时刻导通。本申请的实施例还提供一种电源控制芯片，包括：退磁检测引脚、电源正极引脚、电源负极引脚、采样控制模块、充电控制模块和电压检测模块；所述退磁检测引脚用于连接功率变换器中的变压器的辅助绕组；所述电源正极引脚用于通过供电电容接地，还经由限流电阻连接至所述变压器的主绕组；所述电源负极引脚用于接地；其中，所述辅助绕组与所述主绕组的极性相同，所述主绕组连接所述功率变换器中的主开关管；所述采样控制模块的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端连接所述充电控制模块的第一端，第三端连接所述电源负极引脚；所述充电控制模块的第二端连接所述电压检测模块的输出端，第三端连接所述电源正极引脚；所述电压检测模块的输入端连接所述电源正极引脚。本申请的实施例具有如下有益效果：本实施例的功率变换器通过将辅助绕组与主绕组设置为极性相同，同时，使得辅助绕组的电压范围不再跟随次级绕组的输出电压，可以很好地克服现有技术中由于传统辅助绕组的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：变压器、主开关管、电源控制芯片、供电电容、限流电阻、电压检测模块和采样控制模块，其中，所述变压器包括具有相同极性的主绕组和辅助绕组，所述电源控制芯片包括退磁检测引脚、电源正极引脚、电源负极引脚和充电控制模块，所述采样控制模块和所述电压检测模块位于所述电源控制芯片内部或外部；/n所述主绕组的第一端用于连接输入电压，第二端连接所述主开关管；/n所述辅助绕组的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端接地；/n所述电源正极引脚通过所述供电电容接地，还经由所述限流电阻连接至所述主绕组的第一端；所述电源负极引脚接地；/n所述采样控制模块的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端连接所述充电控制模块的第一端，第三端连接所述电源负极引脚；/n所述充电控制模块的第二端连接所述电压检测模块的输出端，第三端连接所述电源正极引脚；/n所述电压检测模块的输入端连接所述电源正极引脚。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：变压器、主开关管、电源控制芯片、供电电容、限流电阻、电压检测模块和采样控制模块，其中，所述变压器包括具有相同极性的主绕组和辅助绕组，所述电源控制芯片包括退磁检测引脚、电源正极引脚、电源负极引脚和充电控制模块，所述采样控制模块和所述电压检测模块位于所述电源控制芯片内部或外部；
所述主绕组的第一端用于连接输入电压，第二端连接所述主开关管；
所述辅助绕组的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端接地；
所述电源正极引脚通过所述供电电容接地，还经由所述限流电阻连接至所述主绕组的第一端；所述电源负极引脚接地；
所述采样控制模块的第一端连接所述退磁检测引脚，第二端连接所述充电控制模块的第一端，第三端连接所述电源负极引脚；
所述充电控制模块的第二端连接所述电压检测模块的输出端，第三端连接所述电源正极引脚；
所述电压检测模块的输入端连接所述电源正极引脚。


2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述电压检测模块用于检测所述电源正极引脚的电压，并当所述电源正极引脚的电压低于预设值时输出通路开启信号；
所述充电控制模块用于当接收到所述通路开启信号时，控制所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态；
其中，所述充电控制模块包括一开关单元和钳位二极管，所述开关单元的第一端连接所述采样控制模块的第二端，第二端连接正向设置的所述钳位二极管，第三端连接所述电压检测模块的输出端。


3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述开关单元包括电流源、压降电阻、第一开关管和第一开关，所述压降电阻并联于所述第一开关管的控制端和第一端之间，所述第一开关管的第一端连接所述采样控制模块的第二端，第二端连接所述钳位二极管，控制端连接所述第一开关的第一端；
所述第一开关的第二端连接所述电流源，控制端连接所述电压检测模块。


4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述第一开关管为MOS管或三极管。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述采样控制模块用于当所述采样控制模块的第二端与所述电源正极引脚之间处于可导通状态后，在所述主开关管导通时，控制所述采样控制模块的第一端与第二端之间短路且第二端与第三端之间断路，以使所述辅助绕组产生的电流由所述退磁检测引脚流向所述供电电容；
其中，所述采样控制模块包括第二开关、第三开关以及由第一电阻和第二电阻串联构成的分压单元；
所述第一电阻的一端连接所述退磁检测引脚，另一端分别连接所述第二电阻的一端和所述充电控制模块的第一端；
所述第二开关并联于所述第一电阻的两端；
所述第二电阻的另一端连接所述第三开关的一端，所述第三开关的另一端连接所述电源负极引脚。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李茂，柴伟忠，张帮庆，
申请(专利权)人：佛山市南海赛威科技技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44