开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路制造技术

本申请涉及一种开关电源及基于DCM的自供电电路、补电方法、芯片和基于CCM的自供电电路、补电方法和芯片，属于开关电源控制技术领域，基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，包括耐压开关管、充电支路和充电控制单元，所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路充电的充电电压；所述充电支路包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；所述充电控制单元用于控制所述充电支路是否到导通。本申请具有提高开关电源工作电压的稳定性的效果。稳定性的效果。稳定性的效果。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路


[0001]本申请涉及开关电源控制的领域，尤其是涉及一种开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路。

技术介绍

[0002]随着电子设备的多样化，电源技术更是得到了空前的发展，开关速度越来越快，功率越来越大，芯片面积却越来越小，这就对开关电源控制技术的发展指标提出了更高的要求。
[0003]反激式开关电源作为电能转换设备的一种，由开关电源芯片控制开关管件接通与关闭，从而达到开关的能量转换输出，而开关电源芯片本身也要消耗能量，因此需要给开关电源芯片供电，现有的反激式开关电源通过设置可充电电容来提供开关电源芯片的工作电压，而可充电电容是由辅助线圈（反馈电路）来为其充电的。但是由于变压器存在线圈间的耦合关系，供电电压会受到输出电压的影响，即在负载为重载时，反馈供电电压高，而在轻载或空载时，反馈供电电压会比重载时下降许多，甚至低于开关电源芯片正常工作所需的电压，从而影响开关电源正常工作。

技术实现思路

[0004]为了提高开关电源工作电压的稳定性，本申请提供一种开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路。
[0005]第一方面，本申请提供一种基于DCM的自供电电路，采用如下的技术方案：一种基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，包括耐压开关管、充电支路和充电控制单元，所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路充电的充电电压；所述充电支路包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；所述充电控制单元用于控制所述充电支路是否到导通。
[0006]通过采用上述技术方案，耐压开关管的耐高压性能使得充电支路与原边线圈连接，实现充电支路从原边线圈取电，从而降低线圈间耦合关系导致的电压不稳定的情况发生；开关电源工作在非连续模式，当充电电容从原边线圈取电时，充电电容的充电电流可以从0开始充电，从而降低自供电电路器件的面积；同时通过充电控制单元用来控制充电支路是否导通，以保证充电电容既可以完成充电需求，同时也不会影响原边线圈正常储能。
[0007]优选地，所述充电支路还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；所述单向导通管用于实现所述充电支路电流单向导通。
[0008]通过采用上述技术方案，通过设置保护电阻以防止充电支路短路，同时保护电阻分压能够更好地保证充电电容以小电压进行充电，设置单向导通管以防止充电电容反向放电。
[0009]优选地，所述充电控制单元包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号。
[0010]通过采用上述技术方案，延时器与控制管的配合，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；在延时器的延迟时间内，充电支路导通，充电电容充电，当延时器的延迟时间达到后，延时器将开关电源芯片输出的控制信号给到控制管以使得控制管导通，此时充电支路断开，原边线圈储能。
[0011]优选地，所述充电控制单元包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；电流采样器，串联于所述充电支路中，用于检测所述充电支路的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；比较控制器，其输入端连接于所述电流采样器和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据采样信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。
[0012]通过采用上述技术方案，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；充电支路的充电电流随着充电时长的增加而增大，通过设置电流采样器对充电支路的充电电流进行检测，比较控制器根据采样信号和控制信号来控制控制管是否导通，以实现充电控制单元在充电电容充电电流大于预设值时控制充电支路断开，从而保证充电电容以小电流进行充电。
[0013]优选地，所述比较控制器包括电流比较器和与逻辑器；所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器连接，用于比较所述充电支路的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；所述与逻辑器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器连接，用于获取比较信号；所述与逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管是否导通。
[0014]通过采用上述技术方案，电力比较器将充电电流与电流预设值进行比较，与逻辑器将比较信号与控制信号进行整合，在充电电流超过电流预设值且开关控制芯片输出高电平信号两个条件都满足的情况下控制控制管导通。
[0015]优选地，所述比较控制器还包括设置于所述电流比较器和所述与逻辑器之间的触发器，所述触发器，两输入端分别与所述电流比较器和开关电源芯片连接，用于获取比
较信号和控制信号，其输出端与所述与逻辑器连接，根据比较信号和控制信号输出触发信号；所述触发器与开关电源芯片之间连接有非逻辑器。
[0016]通过采用上述技术方案，利用触发器的触发逻辑以防止充电支路断开后，充电电流低于电流预设值而导致控制管再次截止，充电支路再次导通的情况发生，触发器与开关电源芯片连接，从而使得触发器受开关电源芯片控制，以保证在开关周期内触发器被触发后其输出的信号保持不变。
[0017]优选地，所述充电控制单元包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；电压采样器，输入端与所述充电电容的一端连接，用于获取所述充电电容的电压信号，并输出判断信号；其输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止；其中，所述电压采样器预设有高压基准值，所述充电电容电压信号大于高压基准值时，所述电压采样器控制所述控制管导通；第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器和开关电源芯片，用于接收判断信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据判断信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。
[0018]通过采用上述技术方案，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；随着充电时长的增加而充电电容不断充电，其电压值不断增加，通过设置电压采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，其特征在于：包括耐压开关管、充电支路(100)和充电控制单元(200)，所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路(100)之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路(100)充电的充电电压；所述充电支路(100)包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；所述充电控制单元(200)用于控制所述充电支路(100)是否到导通。2.根据权利要求1所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电支路(100)还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；所述单向导通管用于实现所述充电支路(100)电流单向导通。3.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于： 所述充电控制单元(200)包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号。4.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；电流采样器(210)，串联于所述充电支路(100)中，用于检测所述充电支路(100)的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；比较控制器(220)，其输入端连接于所述电流采样器(210)和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据采样信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。5.根据权利要求4所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述比较控制器(220)包括电流比较器和与逻辑器；所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器(210)连接，用于比较所述充电支路(100)的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；所述与逻辑器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器连接，用于获取比较信号；所述与逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管是否导通。6.根据权利要求5所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述比较控制器(220)还包括设置于所述电流比较器和所述与逻辑器之间的触发器，所述触发器，两输入端分别与所述电流比较器和开关电源芯片连接，用于获取比较信号和控制信号，其输出端与所述与逻辑器连接，根据比较信号和控制信号输出触发信号；所述触发器与开关电源芯片之间连接有非逻辑器。7.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)
包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；电压采样器(230)，输入端与所述充电电容的一端连接，用于获取所述充电电容的电压信号，并输出判断信号；其输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止；其中，所述电压采样器(230)预设有高压基准值，所述充电电容电压信号大于高压基准值时，所述电压采样器(230)控制所述控制管导通；第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器(230)和开关电源芯片，用于接收判断信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据判断信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。8.根据权利要求7所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述电压采样器(230)包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路，所述低压基准电路用于提供低压基准值，所述高压基准电路用于提供高压基准值，所述高压基准值大于低压基准值；所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。9.根据权利要求8所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)还包括第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的一输入端与所述电压采样器(230)连接，所述第一与逻辑器的另一输入单与开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与所述充电开关管的控制极连接。10.根据权利要求8所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)还包括延时器和或逻辑器，所述延时器预设有预设时长，所述延时器的输入单与开关电源芯片连接，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号；所述或逻辑器的输入端分别与所述第二与逻辑器和延时器连接，所述或逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止。11.一种基于CCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，其特征在于：包括耐压开关管、充电支路(100)、模式切换单元(300)和充电控制单元(200)，所述耐压开关管连接于原边线圈和所述充电支路(100)之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路(100)充电的充电电压；所述充电支路(100)包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和所述耐压开关管之间；所述模式切换单元(300)，用于监测所述充电电容的电压和辅助线圈的电压，并输出用以调节开关电源芯片控制信号输出的切换信号；所述充电控制单元(200)用于控制所述充电支路(100)是否导通。12.根据权利要求11所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述充电支路(100)还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；
所述单向导通管用于实现所述充电支路(100)电流单向导通。13.根据权利要求12所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述模式切换单元(300)包括电压采样器(230)和采样反馈器(310)，所述电压采样器(230)预设有低压基准值；所述电压采样器(230)用于获取所述充电电容的电压信号，并将电压信号与低压基准值比较，并输出判断信号；所述电压采样反馈器(310)设置于辅助线圈和开关电源芯片之间，对辅助线圈上的电压进行采样以获取采样信号，开关电源芯片根据采样信号和判断信号控制是否需要延长控制信号为低电平的时长以使得开关电源从连续模式转换为非连续模式。14.根据权利要求13所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于： 所述电压采样器(230)包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路；所述低压基准电路用于提供低压基准值；所述高压基准电路用于提供高压基准值；所述高压基准值大于低压基准值；所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。15.根据权利要求13所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述电压比较器和所述充电开关管之间设有第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的输入端分别与所述电压比较器和开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与所述充电开关管的控制极连接。16.根据权利要求12所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；延时器，连接于所述控制管和开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，朱敏，邱诚玉，郑凌波，
申请(专利权)人：深圳市力生美半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：