本发明专利技术提供了一种供电电路及其电源变换系统和控制芯片。供电电路用于为控制驱动电路供电，供电电路通过辅助绕组获得供电输入电压，供电电路包括：开关电路；线性电路，其中开关电路的输出端和线性电路的输出端复合并提供供电电压用于为控制驱动电路供电；以及选择控制电路，选择性使能开关电路或线性电路，根据供电电压控制开关的占空比或线性器件的导通程度以控制供电电压稳定在基准电压附近。本发明专利技术可以在拓展输出电压的输出范围的同时具有稳定的供电电压和较低的待机损耗，且具有较高的功率密度和电源效率。高的功率密度和电源效率。高的功率密度和电源效率。
【技术实现步骤摘要】
一种供电电路及其电源变换系统和控制芯片
[0001]本专利技术涉及电子领域，具体但不限于涉及一种供电电路及其电源变换系统和控制芯片。
技术介绍
[0002]电源变换器是电子系统中必不可少的组件。众所周知，电源变换器包括线形变换器和开关电源变换器两种主要类型，在转换方式上又可以分为隔离式和非隔离式两种类型。在开关电源场合，广泛适用的是隔离式变换器，因为隔离式开关电源变换器可以保护负载免受输入母线的高压冲击和损坏，在电信无线网络、汽车和医疗设备中具备广泛的应用。在隔离式变换器各种拓扑中，由于反激变换器(Flyback Converter)拓扑无需输出滤波电感，电路结构简单、输出隔离、成本低，在终端设备的应用中占有很高的比例。隔离式电源变换系统由于上述优点被用于USB
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PD快充协议的电源适配器中。
[0003]图1显示了应用在中小功率适配器场合的隔离式反激变换器示意图，该架构采用次级反馈SSR(Secondary Side Regulation)控制，是目前中小功率适配器的主流控制架构。图1显示了一个广泛应用的反激变换式电源变换系统，用于交流(AC)转直流(DC)。该系统包括：全桥整流，功率控制器，变压器，一次侧功率MOS开关和电流检测电阻，次级整流滤波，以及隔离反馈补偿网络。功率控制器用于控制驱动电源变换系统的功率器件MOS，从而调节输出电压Vout。反激变换系统在启动阶段，一般是通过启动电阻Rst(如图1所示)或者芯片内置的高压启动结型场效应管(JFET)管从母线取电，用于为功率控制器中的电路供电。启动结束后，由辅助绕组La(如图1所示)给功率控制器芯片持续供电。但是辅助绕组La的电压受限于输出电压Vout的变化，导致反激变换系统的供电电压VDD也是变化的，约等于 (Na/Ns)*Vout，其中Na为辅助绕组匝数，Ns为次级绕组匝数。
[0004]然而，在PD快充场合，由电源变换系统提供的负载需要的输出电压Vout具有很大的变化范围，比如对于PD3.0，输出电压Vout从3V到21V变化，这样要求供电电压VDD的工作范围变化也大。例如，当供电电压VDD最小工作电压为10V，意味着供电电压VDD即使在输出电压Vout很低的时候如电压为3V时也需要提供10V的供电电压，相应地，当输出电压Vout为21V时，供电电压VDD可能会高达70V，但高的供电电压意味着对供电电压引脚 VDD的耐压要求高，同时当供电电压VDD为高电压时，芯片内部的供电电路的损耗也大，带来的发热是个较大的问题。另外，在很多场合，比如氮化镓驱动，需要供电电压为一个变化范围很小或固定的值，不随辅助绕组电压变化而变化。
[0005]有鉴于此，希望提供一种新的对电源变换系统控制芯片内部供电的供电电路，以期能适应PD快充场合较大的输出电压Vout变化范围。
技术实现思路
[0006]至少针对
技术介绍
中的一个或多个问题，本专利技术提出了一种供电电路及其电源变换系统和控制芯片。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提出了一种用于电源变换系统的供电电路，其中供电电路用于为控制驱动电路供电，控制驱动电路用于控制电源变换系统的功率器件，供电电路通过耦接电源变换系统的辅助绕组获得供电输入电压，供电电路包括：开关电路，包括开关，通过调节开关的占空比调节开关电路的输出端的输出电压；线性电路，包括线性器件，通过调节线性器件的导通程度调节线性电路的输出端的输出电压，其中开关电路的输出端和线性电路的输出端复合并提供供电电压用于为控制驱动电路供电；以及选择控制电路，接收表征供电电压的电压检测信号和表征基准电压的基准信号，基于供电电压或供电输入电压选择性使能开关电路或线性电路，根据电压检测信号与基准信号分阶段控制开关的占空比和线性器件的导通程度以控制供电电压稳定在基准电压附近。
[0008]在一个实施例中，开关电路包括升压电路，升压电路包括开关、电感和整流管，其中电感的第一端耦接开关的第一端和整流管的第一端，电感的第二端通过二极管耦接辅助绕组，开关的第二端接地，整流管的第二端为开关电路的输出端，当选择控制电路使能升压电路时，开关和整流管交替导通，线性电路中的线性器件关断，当选择控制电路使能线性电路时，升压电路停止工作，线性器件导通。
[0009]在一个实施例中，选择控制电路包括：电压检测电路，用于检测供电电压，提供电压检测信号；比较电路，将电压检测信号与阈值信号进行比较；以及切换控制电路，基于比较电路的比较结果使能开关电路或线性电路。
[0010]在一个实施例中，选择控制电路进一步包括开关控制电路，开关控制电路接收电压检测信号和基准信号，提供开关控制信号，当切换控制电路使能开关电路时，开关控制信号控制开关，通过控制开关的占空比控制供电电压稳定在基准电压附近。
[0011]在一个实施例中，比较电路包括滞环比较电路，阈值信号与基准信号为同一信号，开关控制电路包括：振荡电路，提供振荡信号；以及开关控制信号产生电路，基于振荡信号和比较电路的输出信号产生开关控制信号。
[0012]在一个实施例中，开关控制电路包括：第二比较电路，比较电压检测信号和基准信号；振荡电路，提供振荡信号；以及开关控制信号产生电路，基于第二比较电路的比较结果和振荡信号产生开关控制信号。
[0013]在一个实施例中，选择控制电路进一步包括线性控制电路，线性控制电路接收电压检测信号和基准信号，提供线性控制信号，当切换控制电路使能线性电路时，线性控制信号控制线性器件，通过控制线性器件的导通程度控制供电电压稳定在基准电压附近。
[0014]在一个实施例中，线性控制电路包括：误差放大电路，其中误差放大电路的第一端接收电压检测信号，误差放大电路的第二端接收基准信号，误差放大电路的输出端耦接线性器件的控制端用于提供线性控制信号。
[0015]在一个实施例中，开关电路中的整流管和线性电路的线性器件复用同一个开关器件，根据供电电压选择性控制开关器件工作在开关状态或线性状态。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，一种电源变换系统包括如上任一实施例所述的功率器件、供电电路和控制驱动电路。
[0017]在一个实施例中，电源变换系统用于PD快充协议的电源适配器中。
[0018]在一个实施例中，功率器件包括氮化镓场效应晶体管。
[0019]根据本专利技术的又一个方面，一种用于电源变换系统的控制芯片具有第一管脚和第
二管脚，其中第一管脚对外用于耦接电感的第一端，电感的第二端用于耦接第一电容并通过二极管耦接辅助绕组，第二管脚用于耦接第二电容，控制芯片包括：开关电路，包括开关和整流管，开关的第一端耦接第一管脚，开关的第二端耦接整流管的第一端，整流管的第二端耦接第二管脚；线性电路，包括线性器件，线性器件的第一端耦接第一管脚，线性器件的第二端耦接第二管脚；选择控制电路，基于第二管脚上的电压或第一管脚上的电压控制使能开关电路或线性电路并基于第二管脚上的电压控制第二管脚上的电压稳定在基准电压附近；以及控制驱动电路，控制驱动电路具有供电端和信号输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于电源变换系统的供电电路，其中供电电路用于为控制驱动电路供电，控制驱动电路用于控制电源变换系统的功率器件，供电电路通过耦接电源变换系统的辅助绕组获得供电输入电压，供电电路包括：开关电路，包括开关，通过调节开关的占空比调节开关电路的输出端的输出电压；线性电路，包括线性器件，通过调节线性器件的导通程度调节线性电路的输出端的输出电压，其中开关电路的输出端和线性电路的输出端复合并提供供电电压用于为控制驱动电路供电；以及选择控制电路，接收表征供电电压的电压检测信号和表征基准电压的基准信号，选择控制电路选择性使能开关电路或线性电路，并根据电压检测信号与基准信号分阶段控制开关的占空比和线性器件的导通程度以控制供电电压稳定在基准电压附近。2.如权利要求1所述的供电电路，其中开关电路包括升压电路，升压电路包括开关、电感和整流管，其中电感的第一端耦接开关的第一端和整流管的第一端，电感的第二端通过二极管耦接辅助绕组，开关的第二端接地，整流管的第二端为开关电路的输出端，当选择控制电路使能升压电路时，开关和整流管交替导通，线性电路中的线性器件关断，当选择控制电路使能线性电路时，升压电路停止工作，线性器件导通。3.如权利要求1所述的供电电路，其中选择控制电路包括：电压检测电路，用于检测供电电压，提供电压检测信号；比较电路，将电压检测信号与阈值信号进行比较；以及切换控制电路，基于比较电路的比较结果使能开关电路或线性电路。4.如权利要求3所述的供电电路，其中选择控制电路进一步包括开关控制电路，开关控制电路接收电压检测信号和基准信号，提供开关控制信号，当切换控制电路使能开关电路时，开关控制信号控制开关，通过控制开关的占空比控制供电电压稳定在基准电压附近。5.如权利要求4所述的供电电路，其中比较电路包括滞环比较电路，阈值信号与基准信号为同一信号，开关控制电路包括：振荡电路，提供振荡信号；以及开关控制信号产生电路，基于振荡信号和比较电路的输出信号产生开关控制信号。6.如权利要求4所述的供电电路，其中开关控制电路包括：第二比较电路，比较电压检测信号和基准信号；振荡电路，提供振荡信号；以及开关控制信号产生电路，基于第二比较电路的比较结果和振荡信号产生开关控制信号。7.如权利要求4所述的供电电路，其中选择控制电路进一步包括线性控制电路，线性控制电路接收电压检测信号和基准信号，提供线性控制信号，当切换控制电路使能线性电路时，线性控制信号控制线性器件，通过控制线性器件的导通程度控制供电电压稳定在基准电...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊，俞秀峰，林官秋，
申请(专利权)人：深圳市必易微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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