一种恒压控制电路、芯片及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种恒压控制电路、芯片及系统，包括误差放大器电路、斜波生成电路、方波生成电路及逻辑处理单元电路；误差放大器电路输出第一比较电压，斜波生成电路接收第一固定电压和第二固定电压后输出第二比较电压，方波生成电路接收第一比较电压、第二比较电压和第三固定电压后分别输出第三比较电压和第四比较电压，逻辑处理单元电路接收第三固定电压和第一比较电压、第三比较电压、第四比较电压后输出逻辑控制电压信号，通过控制第二功率管的通断进行第一电容和储能电容的充放电，实现输出端电压稳定不变。本发明专利技术可以做到完全浮地的效果，实现浮地结构的电源芯片可以精确控制输出电压，且内部电路结构简单，成本与工艺要求大大降低。

【技术实现步骤摘要】
一种恒压控制电路、芯片及系统
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种采用浮地式结构的恒压控制电路、芯片及系统。
技术介绍
为了应对输入电压较高的场合要求，需要耐压比较高的开关电源系统；如在48V的电动车系统中，电池充满时的电压最高会达到56V，电机由电池直接供电，但控制器以及其他的电路则需要开关电源对电池的电压进行降压转换；正常情况下，只需要使用耐压在60V左右降压转换芯片即可，但是使用时由于电机的存在，在电机的启停时最高会存在同等的反向电压尖峰叠加到电源线上，会出现100V以上的尖峰电压；超出电源芯片的耐压，此尖峰电压容易造成电源芯片失效。在传统浮地结构的电源系统中，内部的控制芯片从输出端取电，功率管导通时控制芯片的地被拉至电源输入端，功率管关断时控制芯片的地被拉至电源的地，内部的基准电压相对于电源的地不固定，因此控制电路无法直接采集输出电压与内部的基准电压比较来控制输出电压的大小，因此通常将该芯片做成恒流系统，但此系统只能应用于有限的领域，如LED，无法为电动车的控制器提供降压转换。在传统浮地结构的电源系统中，内部的控制芯片从输出端取电，在功率管导通时控制芯片的地被拉至电源输入端，在功率管关断时控制芯片的地被拉至电源的地，内部的基准电压相对于电源的地不固定，因此其内部设计了一个差分取样保持电路，该取样保持电路有两个取样引脚，其中一个取样引脚在控制芯片的地与输出负极之间采样，另一个取样引脚在控制芯片的地与输出正极之间采样，将两个取样引脚采样的信号进行差分放大后与内部的控制电路的基准源进行比较控制，来控制输出电压，但此种控制方式内部电路复杂，成本较高。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有电源芯片耐压低，无法满足电动车控制器的降压转换、精确控制输出电压需求，以及现有浮地结构内部恒压电路复杂、成本较高的技术问题。本专利技术采用了具有更简单的内部恒压电路的浮地结构的方式解决此技术问题，电源恒压控制芯片的参考地与电源输入、输出不是同一个地，这样电源恒压控制芯片逻辑部分的供电电压不与输入端相关，即逻辑部分电路耐压可以远低于系统输入端电压，可以精确控制输出电压。本专利技术第一方面提供了一种恒压控制电路，包括误差放大器电路、斜波生成电路、方波生成电路及逻辑处理单元电路；所述误差放大器电路包括误差放大器，所述误差放大器接收基准电压和恒压控制芯片的VFB引脚电压后输出第一比较电压；所述斜波生成电路包括第一比较器、第二比较器、与第一比较器和第二比较器输出端连接的第一逻辑门电路，所述第一逻辑门电路输出连接并联有第三电容的第一功率管栅极，所述第一比较器、第二比较器的反相输入端对应接收第一固定电压、第二固定电压，且所述第一比较器和第二比较器的同相输入端连接所述第一功率管的漏极，所述第一比较器和第二比较器检测所述第三电容的电压后输出第二比较电压，通过第一功率管控制第三电容的充放电来调整第二比较电压的信号；所述方波生成电路包括输出第三比较电压的第三比较器和输出第四比较电压的第四比较器，所述第三比较器的同相输入端接第一比较电压且反相输入端接第二比较电压，所述第四比较器的反相输入端接第二比较电压且同相输入端接第三固定电压；所述逻辑处理单元电路包括第五比较器和第二逻辑门电路，所述第五比较器的反相输入端接第一比较电压且同相输入端接第三固定电压，所述第二逻辑门电路连接第五比较器、第三比较器、第四比较器的输出端并经或门输出控制外部第二功率管通断的逻辑控制电压信号，通过第二功率管的通断控制外部储能电容的充放电，实现恒压；其中，所述第一固定电压大于第三固定电压，第三固定电压大于第二固定电压；当所述第一比较电压大于所述第三固定电压时，所述逻辑控制电压信号与第四比较电压信号一致，当所述第一比较电压小于所述第三固定电压时，所述逻辑控制电压信号与第三比较电压信号一致。通过控制所述恒压控制芯片的VFB引脚电压稳定不变，可以控制所述逻辑控制电压信号稳定不变，使所述恒压控制芯片的输出电压稳定。作为进一步的改进，所述第一逻辑门电路，包括至第一非门、第一与非门和第二与非门，第一与非门和第二与非门的输出端分别对应接入另一个与非门的输入端，第一与非门的输出端接第一功率管栅极。作为进一步的改进，所述恒压控制芯片连接有充放电电路，所述充放电电路包括第一二极管、第二二极管、第一电感、第一电容、储能电容、第一分压电阻和第二分压电阻，所述VFB引脚连接第一分压电阻和第二分压电阻的一端，第一分压电阻和第二分压电阻的另一端分别连接至第一电容的两极，所述第一电容的一极连接至第一电感的一端，另一极连接第二二极管的负极，所述第一电感的另一端连接储能电容的正极，所述储能电容的负极连接第一二极管正极端，第一二极管的负极端接入恒压控制芯片的第一电感连接引脚，所述储能电容两端还并联有负载电阻；当第二功率管导通时，与恒压控制芯片VIN引脚相连的输入端电源给第一电感和储能电容充电储能，同时给后端的负载供电，所述第一电容通过第一分压电阻和第二分压电阻分压放电，在第二功率管关断期间，第一电感经第一二级管给储能电容充电并经第二二极管给第一电容充电，所述储能电容通过后级负载放电。作为实施例，所述第二功率管的通断受到所述逻辑控制电压信号的影响，当所述逻辑控制电压信号为高电平时，所述第二功率管导通，否则第二功率管关断。在刚上电时，所述逻辑控制电压信号以固定占空比工作，当逻辑控制电压信号变换为可变信号后，根据第一电容两端的电压来调整占空比，且在每个周期的第二功率管关断后，第一电容两端的电压被钳位至所述储能电容两端的电压。作为进一步的改进，通过第二功率管的通断可以控制所述第一比较器反相输入端上的输入电压，进而影响输出的逻辑控制电压信号。本专利技术第二方面，提供了一种恒压控制芯片，所述恒压控制芯片包括所述恒压控制电路，所述恒压控制电路连接控制逻辑驱动电路，所述逻辑驱动电路通过第二功率管连接控制有所述充放电电路，控制所述恒压控制芯片的VFB引脚电压稳定不变。本专利技术第三方面，提供了一种恒压控制系统，所述恒压控制系统具有所述恒压控制芯片，所述恒压控制芯片连接有所述的充放电电路，通过控制所述恒压控制芯片内的第二功率管的状态来调节所述恒压控制芯片的VFB引脚电压，使输出端电压维持稳定。本专利技术根据恒压控制电路输出的逻辑控制电压信号来控制第二功率管的状态，进而调节控制输出电压，利用充放电电路控制输出端电压稳定，本专利技术可以做到完全浮地的效果，解决了浮地结构的电源芯片无法精确控制输出电压的问题，且内部电路结构简单，成本与工艺要求大大降低。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。图1为本专利技术所述恒压控制系统一实施例原理图。图2为本专利技术所述恒压控制芯片一实施例内部电路示意图。图3为本专利技术所述恒压控制电路一实施例原理图。图4为本专利技术一实施例中所述斜波生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒压控制电路，包括误差放大器电路、斜波生成电路、方波生成电路及逻辑处理单元电路；其特征在于，/n所述误差放大器电路包括误差放大器，所述误差放大器接收基准电压和恒压控制芯片的VFB引脚电压后输出第一比较电压；/n所述斜波生成电路包括第一比较器、第二比较器、与第一比较器和第二比较器输出端连接的第一逻辑门电路，所述第一逻辑门电路输出连接并联有第三电容的第一功率管栅极，所述第一比较器、第二比较器的反相输入端对应接收第一固定电压、第二固定电压，所述第一比较器和第二比较器的同相输入端连接所述第一功率管的漏极，所述第一比较器和第二比较器检测所述第三电容的电压后输出第二比较电压；/n所述方波生成电路包括第三比较器和第四比较器，所述第三比较器的同相输入端接收第一比较电压且反相输入端接收第二比较电压后输出第三比较电压，所述第四比较器的反相输入端接收第二比较电压且同相输入端接收第三固定电压后输出第四比较电压；/n所述逻辑处理单元电路接收第一比较电压、第三比较电压、第四比较电压和第三固定电压信号后输出控制外部第二功率管通断的逻辑控制电压信号，通过第二功率管的通断控制外部储能电容的充放电，实现恒压。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒压控制电路，包括误差放大器电路、斜波生成电路、方波生成电路及逻辑处理单元电路；其特征在于，
所述误差放大器电路包括误差放大器，所述误差放大器接收基准电压和恒压控制芯片的VFB引脚电压后输出第一比较电压；
所述斜波生成电路包括第一比较器、第二比较器、与第一比较器和第二比较器输出端连接的第一逻辑门电路，所述第一逻辑门电路输出连接并联有第三电容的第一功率管栅极，所述第一比较器、第二比较器的反相输入端对应接收第一固定电压、第二固定电压，所述第一比较器和第二比较器的同相输入端连接所述第一功率管的漏极，所述第一比较器和第二比较器检测所述第三电容的电压后输出第二比较电压；
所述方波生成电路包括第三比较器和第四比较器，所述第三比较器的同相输入端接收第一比较电压且反相输入端接收第二比较电压后输出第三比较电压，所述第四比较器的反相输入端接收第二比较电压且同相输入端接收第三固定电压后输出第四比较电压；
所述逻辑处理单元电路接收第一比较电压、第三比较电压、第四比较电压和第三固定电压信号后输出控制外部第二功率管通断的逻辑控制电压信号，通过第二功率管的通断控制外部储能电容的充放电，实现恒压。


2.根据权利要求1所述的恒压控制电路，其特征在于，所述逻辑处理单元电路包括第五比较器和第二逻辑门电路，所述第五比较器的同相输入端接第三固定电压且反相输入端接收第一比较电压后连接第二逻辑门电路，所述第二逻辑门电路连接第五比较器、第三比较器、第四比较器的输出端并经或门输出逻辑控制电压信号；
当所述第一比较电压大于所述第三固定电压时，所述逻辑控制电压信号与第四比较电压信号一致，当所述第一比较电压小于所述第三固定电压时，所述逻辑控制电压信号与第三比较电压信号一致；
其中，所述第一固定电压大于第三固定电压，第三固定电压大于第二固定电压；
当所述逻辑控制电压信号为高电平时，所述第二功率管导通，否则第二功率管关断。


3.根据权利要求1所述的恒压控制电路，其特征在于，所述第一逻辑门电路，包括至第一非门、第一与非门和第二与非门，所述第一比较器输出端经第一非门后连接所述第一与非门的一个输入端，所述第一与非门的另一个输入端连接所述第二与非门的输出端，所述第一与非门的输出端接入所述第二与非门的一个输入端，且第一与非门的输出端接第一功率管栅极，所述第二与非门的另一个输入端接第二比较器的输出端；
所述第二逻辑门电路，包括第二非门、第一与门、第二与门及或门，所述第一与门接...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟雅，刘彬，池伟，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31