实现管脚复用的四管脚封装恒流恒压控制器及方法技术

本发明专利技术公开了一种实现管脚复用的四管脚封装恒流恒压控制器及方法，它可以降低反激式变换器的成本。一个比较电路和一个控制环路用于维持流过反激式变换器其电感的峰值电流。一个电感开关控制信号控制一个电感电流流经的电感开关。电感电流在斜坡上升时间内以一定的速率增加并在斜坡上升时间结束时停止增加。如果电感电流以一定的斜坡上升速率持续增加，比较电路将产生一个计时信号，其反映电感电流达到预先设定的限制电流的目标时间。控制环路接收这个计时信号，并将停止斜坡上升的时间与目标时间进行比较。当目标时间滞后于停止斜坡上升的时间，电感开关控制信号的脉冲宽度将会增加。通过调节频率和脉冲的宽度从而控制了电感的峰值电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源变换领域，尤其涉及一种实现管脚复用的四管脚封装恒流恒压控制器， 还有实现管脚复用的方法。
技术介绍
多年来，各种用于恒流恒压反激式电源的控制IC (集成电路)已经得到发展和应用， 其应用包括离线式AC/DC (交流/直流)电源适配器、充电器和移动设备的备用电源。图1为一种现有的典型的通过变压器11次级来控制的恒流输出反激式变换器10的电 路图。变压器11包含三个绕组初级绕组Lp，次级绕组Ls和辅助绕组La。反激式变换器 10包含一个作为初级开关的外接MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)12， 一个表 示变压器11铜线绕组其阻抗损耗的次级电阻13，第一个电流感应电阻14，次级整流管 15，输出电容16，光耦17，第二个电流感应电阻18，偏置电阻19，电流限制三极管 20以及采用传统的峰值电流模式脉冲宽度调制(PWM)的控制IC 21 。控制IC 21起动的初始 能量由电阻22和电容23提供。当反激式变换器10稳定后，变压器11的辅助绕组La通 过整流器24为控制IC21提供能量。第二个电流感应电阻18和三极管20控制输出电 流。三极管20调节第二个电流感应电阻18其两端电压为预设的基极发射极电压(VBE)。 因此反激式变换器10的输出电流等于VBE除以第二个电流感应电阻18其电阻值。反激 式变换器10的缺点之一是基极发射极电压VBE和输出电流都随温度而变化。而且，VBE 会导致重大的功率损耗。另外，为了安全所要用到的光耦17会增加总的材料成本，从而 导致反激式变换器10的成本昂贵。图2A为现有的第二种典型的通过变压器11初级来控制的恒流输出反激式变换器25 的电路图。它与图1中的现有技术相比，反激式变换器25不包含反激式变换器10中的光 耦和变压器次级电流感应元件。但是反激式变换器25具有输出电流不准确性，其原因 为(a)变压器初级电感的变化，和(b)流过初级电感Lp实际的峰值电流与通过电流感 应电阻14感应到的峰值电流有微小的差别。变压器11其初级电感值的变化会导致反激式 变换器25的输出电流随之变化。初级电感Lp的峰值电流与感应电阻14上的压降Vcs感 应到的峰值电流有微小的差别，其原因为控制IC 21其电流感应比较器的信号传输具有延 迟，并且关闭外接MOSFET 12也具有延迟。图2B为图2A中的反激式变换器25峰值电流的检测误差的示意图。图2B中栅极 (GATE)波形为图2A中作为主开关的MOSFET 12的栅极开/关驱动电压的波形图。在T1 时间，GATE变为高，M0SFET12导通。初级电感电流LP以dl/dt=Vp/Lp的斜率线性的斜 坡上升，其中Vp为初级电感两端的电压，Lp为初级电感的电感值。因此感应电阻上的压 降Vcs也会按比例的斜坡上升。当感应电压信号Vcs在T2时间达到Vref (参考电压)时， 初级峰值电流lp即Vref/Rcs，其中Rcs为电流感应电阻14的阻值。但由于控制IC 21的电 流限制比较器的信号传输延迟和PWM控制逻辑和驱动的延迟，GATE直到T3时间才变为低从而关断。(T3-T2)就是GATE关断的延迟时间。MOSFET 12的漏极电压在开关关断 的T3时间会突然变高，但初级电感电流Iw会继续升高直到T4时间，此时MSOFET 12的 漏极电压升高到VIN，初级电感Lp上的电压极性反转。结果，初级电感的最终峰值电流是 lpf而不是lp。不幸的是，初级电感最终的峰值电流lpf会变化，因为(T3-T2)和(T4-T3)会随温度的变化、输入电压的不同、IC工艺变化、外部器件的偏差和PCB板布局的差异而 变化。所有的这些变化将产生误差，从而导致反激式变换器25其输出电流不精确。综上所述，要寻求一种通过初级来控制并且成本低的用于校准反激式变换器输出电流的 方法。这种方法通过减少使用IC和外部元件的数目来消除如上所述现有技术的缺陷。这种 方法不需要次级电路和光耦。此外，反激式变换器的输出电流尽可能最大的不受温度的变化、 输入电压的不同、IC工艺的变化、外部元件的偏差和PCB布局的差异等的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具备管脚复用的四管脚封装恒流恒压控制器， 它可以降低反激式变换器的成本。另外，还提供一种管脚复用的方法，它也可以降低反激式 变换器的成本。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了如下技术方案 一种集成电路封装，它包括 一个开关端口，耦合到电感开关，其中电感开关由一个具 有一定频率的电感开关控制信号来开启，经过集成电路封装后的一个控制器集成电路，调整 开关频率来维持反激式变换器输出电流恒定； 一个反馈端口，接收反馈信号，该反馈信号通过使用反激式变换器的第一个电感两端的电压来产生，并且控制器集成电路使用此反馈信号 来产生电感开关控制信号； 一个电源端口，整个控制器集成电路通过此端口得到电源；和一 个地端口，整个控制器集成电路通过此端口接地，整个集成电路封装除了上述开关端口，反 馈端口，电源端口，地端口外，不再包含其他端口。另外，还提供了一种电源转换器，它包括 一个初级电感； 一个辅助级电感，并且与初 级电感相互磁耦合； 一个控制器集成电路，包含一个电感开关， 一个反馈引脚以及一个开关 引脚，其中，电感导通开关与开关引脚相耦合，并且由一定频率的电感开关控制信号来控制 它的导通，控制器集成电路通过反馈引脚接收一个反馈信号，并在恒流模式下，使用它来改 变电感开关控制信号的频率，来实现电源转换器输出电流的恒定。还有提供了一种电源转换器，它包括 一个初级电感； 一个辅助级电感，并且与初级电 感相互磁耦合； 一个控制器集成电路，包含一个电感开关， 一个反馈引脚，其中，电感开关 由具有一定脉宽的电感开关控制信号来控制它的导通，控制器集成电路通过反馈引脚接收一个反馈信号，来产生电感开关控制信号；当电感开关关闭或者导通时，由辅助级两端(是指 什么，结合说明书给以说明)的电压来产生反馈信号，控制器集成电路使用电感开关打开时 的反馈信号来调节脉宽来保持电源转换器输出电流的恒定；另一方面，控制器集成电路使用 电感开关关闭时的反馈信号来调节脉宽来保持电源转换器输出电压的恒定。又提供了一种方法，它包括电源转换器的初级线圈与一个辅助级线圈相耦合，其中电 源转换器中包括一个控制器集成电路；通过控制器集成电路的反馈管脚获得一个反馈信号； 产生具有一定频率的电感开关控制信号，其中控制器集成电路使用反馈信号来产生电感开关 控制信号；打开控制器集成电路的电感开关，其中电感开关由电感开关控制信号来控制；并且当电感开关打开时，由辅助级两端的电压来产生反馈信号；调整电感开关控制信号的频率， 来保持恒流模式下电源转换器输出电流的恒定。最后，还提供了一种电源转换器，包括 一个初级电感； 一个辅助级电感，并且与初级 电感相互磁耦合；位于控制器集成电路上的一个开关管脚，该开关管脚与控制器集成电路的 电感开关相耦合，电感开关由具有一定脉宽的电感开关控制信号来控制；所述开关管脚通过 接收一个反馈信号，来产生电感开关控制信号，当电感开关关闭或者导通时，由辅助级两端 的电压来产生反馈信号，控制器集成电路使用电感开关打开时的反馈信号，来调节脉宽以保 持电源转换器输出电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路封装，其特征在于，它包括：　一个开关端口，耦合到电感开关，其中电感开关由一个具有一定频率的电感开关控制信号来开启，经过集成电路封装后的一个控制器集成电路，调整开关频率来维持反激式变换器输出电流恒定；　一个反馈端口，接收反馈信号，该反馈信号通过使用反激式变换器的第一个电感两端的电压来产生，并且控制器集成电路使用此反馈信号来产生电感开关控制信号；　一个电源端口，整个控制器集成电路通过此端口得到电源；和　一个地端口，整个控制器集成电路通过此端口接地，整个集成电路封装除了上述开关端口，反馈端口，电源端口，地端口外，不再包含其他端口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄树良，迈特格镶，龚大伟，陶志波，
申请(专利权)人：技领半导体上海有限公司，技领半导体国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]