控制芯片、开关电源及控制方法技术

本申请提供一种控制芯片、开关电源及控制方法，开关电源包括第一驱动晶体管、第二驱动晶体管和变压器，变压器包括初级线圈和次级线圈，第一驱动晶体管分别连接电源电压端、控制芯片、第二驱动晶体管和初级芯片，第二驱动晶体管还连接控制芯片、初级线圈和接地端，次级线圈连接负载端。本申请通过设置第一驱动晶体管、第二驱动晶体管、变压器、负载端和控制芯片形成充电电路，控制芯片可以根据负载端的第一电流开启第二工作模式，根据第二工作模式控制第二驱动晶体管使得初级线圈向次级线圈提供充电能，并通过调节第二工作模式下第二驱动晶体管的开关频率，在满足负载充电需求的同时，降低第二驱动晶体管的开关频率，提升开关电源的工作效率。的工作效率。的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
控制芯片、开关电源及控制方法


[0001]本专利技术涉及电子
，特别涉及一种控制芯片、开关电源及控制方法。

技术介绍

[0002]电子设备(例如手机)快充的高速发展，要求开关电源，尤其是电源适配器的功率密度提升，充电效率更高。开关电源又称交换式电源、开关变换器，是电源供应器的一种。开关电源的功能是通过不同形式的架构(例如，反激(fly
‑
back)架构、降压(BUCK)架构、或升压(BOOST)架构等)将一个位准的电压转换为用户端所需要的电压或电流。
[0003]相关技术中，开关电源可采用非对称半桥反激式架构，非对称半桥反激式架构能够极大的提升开关电源的充电效率，并且，能够降低开关电源体积，然而，对称半桥反激式架构的开关电源在应用于小负载时，转换效率大幅下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种控制芯片、开关电源及控制方法。
[0005]本专利技术实施方式提供了一种控制芯片，用于开关电源，所述开关电源包括第一驱动晶体管、第二驱动晶体管和变压器，所述变压器包括初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈，所述第一驱动晶体管分别连接电源电压端、所述控制芯片、所述第二驱动晶体管和初级芯片，所述第二驱动晶体管还连接所述控制芯片、所述初级线圈和接地端，所述次级线圈连接负载端；
[0006]所述控制芯片以第一工作模式控制第一驱动晶体管导通以使得所述电源电压端给所述初级线圈充电，并在所述初级线圈的电压大于第一预设阈值的情况下，控制第一驱动晶体关断并控制所述第二驱动晶体管导通使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能量；
[0007]所述控制芯片还用于检测所述负载端的第一电流，并在所述第一电流小于第二预设阈值的情况下以第二工作模式控制所述第二驱动晶体管工作使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能，所述第二驱动晶体管在第一工作模式下的开关频率大于在所述第二工作模式下的开关频率。
[0008]如此，本申请的开关电源通过设置第一驱动晶体管、第二驱动晶体管、变压器、负载端和控制芯片形成充电电路，控制芯片可以根据负载端的第一电流开启第二工作模式，根据第二工作模式控制第二驱动晶体管使得初级线圈向次级线圈提供充电能，并通过调节第二工作模式下第二驱动晶体管的开关频率，在满足负载充电需求的同时，降低第二驱动晶体管的开关频率，提升开关电源的工作效率。
[0009]在某些实施方式中，所述第二工作模式包括第一工作周期、第二工作周期和第三工作周期，所述控制芯片包括工作周期开启模块，所述工作周期开启模块连接所述第二驱动晶体管，所述工作周期开启模块用于获取所述负载端的第二电压；以及用于根据所述第二电压确定目标工作周期，并根据所述目标工作周期控制所述第二驱动晶体管的开关频
率，所述目标工作周期包括所述第一工作周期、所述第二工作周期和所述第三工作周期中的一种。
[0010]在某些实施方式中，所述工作周期开启模块包括：
[0011]工作周期选择电路，连接负载端，用于根据所述负载端的第二电压生成目标工作周期信号；
[0012]工作周期开启电路，连接所述工作周期选择电路、所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处和所述第二驱动晶体管，用于根据所述连接处的第一电压和所述目标工作周期信号向所述第二驱动晶体管提供驱动信号以驱动所述第二驱动晶体管。
[0013]在某些实施方式中，所述工作周期选择电路包括：
[0014]第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端连接第一基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路；
[0015]第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端连接第二基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路；
[0016]第三比较单元，所述第三比较单元的第一输入端连接第三基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路。
[0017]在某些实施方式中，所述工作周期开启电路包括：
[0018]延迟子电路，连接所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处，用于根据所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处的第一电压生成延迟信号；
[0019]触发子电路，连接所述延迟子电路，用于根据所述延迟信号生成启动信号；
[0020]逻辑单元，连接所述触发子电路、所述工作周期选择电路和所述第二驱动晶体管，用于根据所述启动信号和所述工作周期选择电路的目标工作周期信号向所述第二驱动晶体管提供驱动信号以驱动所述第二驱动晶体管。
[0021]在某些实施方式中，所述延迟子电路包括依次串联的第一延迟单元、第二延迟单元和第三延迟单元，所述第一延迟单元连接所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处和所述触发子电路，所述第二延迟单元和第三延迟单元还分别连接所述触发子电路。
[0022]在某些实施方式中，所述触发子电路包括：
[0023]第一触发单元，连接所述第一延迟单元和所述逻辑单元；
[0024]第二触发单元，连接所述第一触发单元、第二延迟单元和所述逻辑单元；
[0025]第三触发单元，连接所述第二触发单元、所述第三延迟单元和所述逻辑单元。
[0026]本专利技术还提供了一种开关电源，包括上述任一项所述的控制芯片、第一驱动晶体管、第二驱动晶体管和变压器，所述变压器包括初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈，所述第一驱动晶体管分别连接电源电压端、所述控制芯片、所述第二驱动晶体管和初级芯片，所述第二驱动晶体管还连接所述控制芯片、所述初级线圈和接地端，所述次级线圈连接负载端。
[0027]在某些实施方式中，所述开关电源还包括；
[0028]谐振电容，连接所述第二驱动晶体管和所述初级线圈；
[0029]检流电阻，一端连接所述接地端，另一端连接所述控制芯片、第二驱动晶体管和所述谐振电容。
[0030]在某些实施方式中，所述开关电源还包括：
[0031]二极管，连接所述次级线圈；
[0032]滤波电容，并联在所述次级线圈两端；
[0033]负载电阻，并联在所述次级线圈两端。
[0034]本申请还提供一种控制方法，用于上述任一项所述的控制芯片，所述控制方法包括：
[0035]检测负载端的第一电流；
[0036]所述第一电流不小于第二预设阈值的情况下，以第一工作模式控制所述第二驱动晶体管工作使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能；或
[0037]所述第一电流小于第二预设阈值的情况下，以第二工作模式控制所述第二驱动晶体管工作使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能，所述第二驱动晶体管在第一工作模式下的开关频率大于在所述第二工作模式下的开关频率。
[0038]在某些实施方式中，所述第二工作模式包括第一工作周期、第二工作周期和第三工作周期，所述以第二工作模式控制所述第二驱动晶体管工作使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能，包括：
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制芯片，用于开关电源，其特征在于，所述开关电源包括第一驱动晶体管、第二驱动晶体管和变压器，所述变压器包括初级线圈和与所述初级线圈耦合的次级线圈，所述第一驱动晶体管分别连接电源电压端、所述控制芯片、所述第二驱动晶体管和初级芯片，所述第二驱动晶体管还连接所述控制芯片、所述初级线圈和接地端，所述次级线圈连接负载端；所述控制芯片以第一工作模式控制第一驱动晶体管导通以使得所述电源电压端给所述初级线圈充电，并在所述初级线圈的电压大于第一预设阈值的情况下，控制第一驱动晶体关断并控制所述第二驱动晶体管导通使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能量；所述控制芯片还用于检测所述负载端的第一电流，并在所述第一电流小于第二预设阈值的情况下以第二工作模式控制所述第二驱动晶体管工作使得所述初级线圈向所述次级线圈提供充电能，所述第二驱动晶体管在第一工作模式下的开关频率大于在所述第二工作模式下的开关频率。2.根据权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述第二工作模式包括第一工作周期、第二工作周期和第三工作周期，所述控制芯片包括工作周期开启模块，所述工作周期开启模块连接所述第二驱动晶体管，所述工作周期开启模块用于获取所述负载端的第二电压；以及用于根据所述第二电压确定目标工作周期，并根据所述目标工作周期控制所述第二驱动晶体管的开关频率，所述目标工作周期包括所述第一工作周期、所述第二工作周期和所述第三工作周期中的一种。3.根据权利要求2所述的控制芯片，其特征在于，所述工作周期开启模块包括：工作周期选择电路，连接负载端，用于根据所述负载端的第二电压生成目标工作周期信号；工作周期开启电路，连接所述工作周期选择电路、所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处和所述第二驱动晶体管，用于根据所述连接处的第一电压和所述目标工作周期信号向所述第二驱动晶体管提供驱动信号以驱动所述第二驱动晶体管。4.根据权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述工作周期选择电路包括：第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端连接第一基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路；第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端连接第二基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路；第三比较单元，所述第三比较单元的第一输入端连接第三基准电压端，第二输入端连接所述负载端，输出端连接所述工作周期开启电路。5.根据权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述工作周期开启电路包括：延迟子电路，连接所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处，用于根据所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的连接处的第一电压生成延迟信号；触发子电路，连接所述延迟子电路，用于根据所述延迟信号生成启动信号；逻辑单元，连接所述触发子电路、所述工作周期选择电路和所述第二驱动晶体管，用于根据所述启动信号和所述工作周期选择电路的目标工作周期信号向所述第二驱动晶体管提供驱动信号以驱动所述第二驱动晶体管。6.根据权利要求5所述的控制芯片，其特征在于，所述延迟子电路包括依次串联的第一
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，王蒙，白青刚，
申请(专利权)人：深圳市创芯微微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：