开关电源及其脉冲宽度调制控制器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型的具有光耦短路断路保护的开关电源及其脉冲宽度调制ＰＷＭ控制器。该电源采用发射极或源极驱动，ＰＷＭ控制器通过检测驱动端或反馈端来判断光耦的失效状态，并强制系统进入重起程序，在基本不增加外围电路器件和成本的情况下，实现了光耦短路断路保护，同时进一步改善了系统输出短路的保护。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及AC-DC的电源管理领域，更具体地说，涉及采用脉宽 调制方式进行电源变换的电源管理领域，尤其是小功率发射极或源极驱动 的AC-DC开关电源及其脉沖宽度调制控制器。
技术介绍
目前，脉冲宽度调制PWM电源控制技术多采用基极或栅极驱动，短 路保护都是通过检测反馈端电压或电流检测端电压来实现。当其电压超过 一定域值电压并能保持一段时间，控制芯片判断系统输出短路，系统进入 启动模式，经过相对较长的启动时间后系统运行建立，同时检测电压，若 系统短路故障依然存在则经过延时，系统再一次进入启动。当光耦短路断 路时其保护机理也同样。这种保护方式带来的缺陷是第一，在短路检测 时，延时期间系统保持最大的功率损耗，特别对于小功率电源容易造成器 件损坏和炸机。第二，使控制芯片结构复杂，需要增加额外延时和控制电 路。对于发射极或源极驱动电源电路，控制芯片的电源输入端VCC与输出 反馈端合用，输出短路时输出反馈端电压下降，通过设定欠压UVLO阈值 电压，当VCC电压小于该欠压UVLO阈值电压时，判断输出短路，系统 进入启动模式。电路启动是通过系统启动电路并由发射极或源极对VCC进 行緩慢充电，抬升至预设启动电压后，系统工作。当光耦短路或断路时， VCC下降至UVLO阈值后系统重新启动，由于电路中的辅助线圏一直提供 足够的能量，启动电路电压很高，VCC瞬间被抬升至启动电压，系统开始 工作。在此状态下，系统耗费大量功率和承受大的电压应力，严重时可导 致器件损坏或炸机。
技术实现思路
本技术提供新型的PWM控制器以及使用该种PWM控制器开关 电源电路，改进了开关电源的启动模式，使系统在不增加额外器件的条件 下，实现光耦短路断路保护，同时进一 步改善了系统的输出短路保护。根据本技术的第一方面，提供一种脉冲宽度调制PWM控制器， 包括4个端口电压输入端、电压输出端、放电端和地端，该PWM控制 器包括启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；带隙基准电路，提供所述参考电压； 振荡器，产生本地振荡频率；PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器以及 振荡器的输出；驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动； 开关管，连接到驱动电路；第二欠压比较器，正输入端连接误差放大器的正输入端，负输入 端连接所述参考电压；放电控制电路，连接到第二欠压比较器的输出，还连接到启动模块；逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本技术的一实施例，该PWM控制器的第一欠压比较器的正 输入端通过第一电阻连接到电压输入端；误差放大器的正输入端通过第二 电阻连接到第 一欠压比较器的正输入端，输入误差放大器的正输入端的电 压为误差电压；第二欠压比较器的正输入端通过第三电阻连接到误差放大 器的正输入端；逻辑控制管通过第四电阻连接到放电端。根据本技术的一实施例，该PWM控制器的第二欠压比较器的正 输入端还通过第四电阻连接到地端；开关管通过第五电阻连接到地端。根据本技术的一实施例，该PWM控制器在发生短路时，电压输 入端的电压下降至第一欠压电压，第一欠压比较器翻转，PWM逻辑控制模 块关断系统工作但不进行重起，同时逻辑控制管开启，放电端放电使放电 端电压置零，第四电阻控制限流；当电压输入端电压继续下降至第二欠压 电压时，第二欠压比较器翻转，逻辑控制管关断，同时启动模块被开启， 系统进行重起。根据本技术的第二方面，提供一种开关电源， 一启动电路连接到 一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路，将变压器副边的输出信 号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制器，该PWM控制器包 括电压输入端、电压输出端、放电端和地端，该PWM控制器包括 启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；带隙基准电路，提供所述参考电压； 振荡器，产生本地振荡频率；PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器以及 振荡器的输出；驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动； 开关管，连接到驱动电路；第二欠压比较器，正输入端连接误差放大器的正输入端，负输入 端连接所述参考电压；放电控制电路，连接到第二欠压比较器的输出，还连接到启动模块； 逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本技术的第三方面，提供一种脉冲宽度调制PWM控制器，其特征在于，包括4个端口电压输入端、电压输出端、放电端和地端，该PWM控制器包括启动模块，连4妻在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输入端连接所述参考电压；带隙基准电路，提供所述参考电压；振荡器，连接到启动模块和第一欠压比较器的输出，产生本地振 荡频率；采样保持电路，连接到启动模块的输出；PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器、振 荡器以及采样保持电路的输出；驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动；开关管，连接到驱动电路；第三欠压比较器，正输入端连接采样保持电路的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；放电控制电路，连接到第三欠压比较器的输出，还连接到PWM 逻辑控制模块；逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本技术的一实施例，该PWM控制器中的第一欠压比较器的 正输入端通过第一电阻连接到电压输入端；误差放大器的正输入端通过第 二电阻连接到第一欠压比较器的正输入端，输入误差放大器的正输入端的 电压为误差电压；逻辑控制管通过第四电阻连接到放电端。根据本技术的一实施例，该PWM控制器中的误差放大器的正输 入端还通过第三电阻连接到地端；开关管通过第五电阻连接到地端。根据本技术的一实施例，该PWM控制器中的采样保持电路每个 周期采样保持电压输出端的电压，并与一阈值电压比较，当短路时电压输 出端电压将升高，当电压输出端电压高于所述阈值电压时，第三欠压比较 器翻转，放电控制电路关断PWM逻辑控制模块停止工作，同时打开逻辑 控制管，放电端放电；当电压输入端电压降至欠压电压时，第一欠压比较器翻转，进行重起。根据本技术的第四方面，提供一种开关电源， 一启动电路连接到 一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路，将变压器副边的输出信号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制器，该PWM控制器包 括启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到一参考电压；误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输入端连接所述参考电压；带隙基准电路，提供所述参考电压；振荡器，连接到启动模块和第一欠压比较器的输出，产生本地振 荡频率；采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲宽度调制ＰＷＭ控制器，其特征在于，包括４个端口：电压输入端（ＶＣＣ）、电压输出端（ＶＯＵＴ）、放电端（ＶＡ）和地端（ＧＮＤ），该ＰＷＭ控制器包括：　　　　启动模块（２０１），连接在电压输入端（ＶＣＣ）和电压输出端（ＶＯＵＴ）之间；　　　　第一欠压比较器（２０２），正输入端连接到电压输入端（ＶＣＣ），负输入端连接到一参考电压（Ｖｒｅｆ）；　　　　误差放大器（２０４），正输入端连接到第一欠压比较器（２０２）的正输入端，负输入端连接所述参考电压（Ｖｒｅｆ）；　　　　带隙基准电路（２０５），提供所述参考电压（Ｖｒｅｆ）；　　　　振荡器（２０３），产生本地振荡频率；　　　　ＰＷＭ逻辑控制模块（２０６），连接到第一欠压比较器（２０２）、误差放大器（２０４）以及振荡器（２０３）的输出；　　　　驱动电路（２０７），连接到ＰＷＭ逻辑控制模块（２０６）的输出，由ＰＷＭ逻辑控制模块（２０６）输出的ＰＷＭ信号进行驱动；　　　　开关管（２０８），连接到驱动电路（２０７）；　　　　第二欠压比较器（２０９），正输入端连接误差放大器（２０４）的正输入端，负输入端连接所述参考电压（Ｖｒｅｆ）；　　　　放电控制电路（２１０），连接到第二欠压比较器（２０９）的输出，还连接到启动模块（２０１）；　　　　逻辑控制管（２１１），连接到放电控制电路（２１０）的输出，还连接到放电端（ＶＡ）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，段建华，
申请(专利权)人：BCD半导体制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：VG[英属维尔京群岛]