一种开关电源芯片的启动电路及其启动方法技术

一种开关电源芯片的启动电路，包括：供电电压Vcc上电模块，用于在外部供电电压Vcc电压高于预先设计的启动电压时，产生模拟信号E8；芯片电压偏置/电流偏置产生及芯片低压部分电源产生模块，用于接收所述模拟信号E8，建立芯片所需的电压偏置信号和电流偏置信号，建立芯片所需的低压工作电压Vdd，最终输出POW_R信号为H时，芯片启动完成；芯片的UVLO模块，当供电电压Vcc电压低于Vcc?UVLO电压值时，使得整个开关电源芯片停止工作。本发明专利技术提供一种开关电源芯片的启动电路及其启动方法，具有很低的启动电流，降低启动功耗，可以灵活准确地设置使开关电源芯片停止工作的Vcc电压下限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源
，特别涉及一种开关电源芯片的低耗电启动电路及 其启动方法。
技术介绍
开关电源具有体积小，效率高以及电流大的优点，因此被广泛应用于手机充电器、 笔记本电脑适配器及LED驱动等场合。参见图1，该图为现有技术中的开关电源的电路图。电压源103通过电阻114对芯 片110的Vcc端充电，当Vcc端达到芯片110的启动电压，芯片110内部电路开始工作，使 得输出out端输出高电平，开关管101导通，变压器102原边电感储能，当电阻104上的电 压达到芯片内部参考电平时，开关管101关闭，变压器102原边电感能量传递到副边，经过 几个周期的能量传递，输出Vout建立。参见图2，该图为一种典型开关电源芯片的内部框架图。图2中标号202为供电模 块，202所示为常用的启动电路的做法，作用是产生芯片其他模块所需的电压信号、电流信 号以及使其他模块工作的使能信号。启动和uvlo (under voltage lock out欠压锁定)模 块203利用zener (齐纳击穿)的击穿电位，决定启动和uvlo电压，由于受到zener嵌位电 压的限制，不能精确的设计Vcc uvlo电压。同时需要耗费比较大的启动电流。另外该结构 还需要使用高压厚栅mos器件。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种开关电源芯片的启动电路，具有很低的启动 电流，降低启动功耗，可以灵活准确地设置使开关电源芯片停止工作的Vcc电压下限。本专利技术提出一种开关电源芯片的启动电路，所述启动电路包括供电电压Vcc上电模块，用于在外部供电电压Vcc电压高于预先设计的启动电压 时，产生模拟信号E8;芯片电压偏置/电流偏置产生及芯片低压部分电源产生模块，用于接收所述模 拟信号E8，建立芯片所需的电压偏置信号和电流偏置信号，建立芯片所需的低压工作电压 Vdd，输出P0W_R信号为H时，芯片启动完成；芯片的UVLO模块，当供电电压Vcc电压低于Vcc UVLO电压值时，使得整个开关电 源芯片停止工作。优选地，所述供电电压Vcc上电模块包括与所述外部供电电压Vcc相串联的第一二极管、第二二极管，第三二极管反向串联在所述第二二极管和第一 Pmos管之间；与所 述第一 Pmos管相并联的第一 Nmos管； 所述供电电压Vcc上电模块还包括与所述外部供电电压Vcc相串联的第一电阻 和第二电阻以及第二 Nmos管； 所述供电电压Vcc上电模块还包括与所述外部供电电压Vcc相串联的第三Nmos管、第二 Pmos管以及模拟信号E8发生器。优选地，所述芯片电压偏置/电流偏置产生及芯片低压部分电源产生模块包括 与所述模拟信号E8发生器相连的第四Nmos管，与第四Nmos管相连的Vref产生模块，与所 述Vref产生模块相连的电流产生模块和工作电压产生模块。优选地，所述芯片的UVLO模块包括与所述外部供电电压Vcc相串联的第三电阻和 第五Nmos管，以及与所述外部供电电压Vcc相串联的第四、五、六电阻；第一比较器的输入端与第四、五电阻分别相连，第一比较器的参考电压端接收第 一参考电压；第一比较器的输出与第一 RS触发器相连，第一 RS触发器与所述第一 Nmos管 相连；第二比较器的输入端与第五、六电阻分别相连，第二比较器的参考电压端接收第 二参考电压；第二比较器的输出与第二 RS触发器相连，第二 RS触发器与所述第五Nmos管 相连。优选地，所述预先设计的启动电压为第一二极管，第二二极管正向电压与第三二 极管的反向嵌位电压之和。优选地，所述预先设计的启动电压为18V。优选地，所述第一参考电压为9V，第二参考电压为8V。本专利技术还提供一种开关电源芯片的启动电路的启动方法，包括以下步骤开关电源芯片的供电电压Vcc的上电过程301、判断外部供电电压Vcc是否高于预先设计的启动电压，当Vcc高于预先设计 的启动电压，则执行302步骤；302、产生模拟信号E8，模拟信号E8信号建立后，执行步骤303和步骤304 ；303、允许芯片的电压偏置模块工作；304，允许芯片的电流偏置模块工作，同时建立除供电模块以外的芯片内所有模块 所需的电压偏置信号和电流偏置信号；305、建立芯片除供电模块以外的芯片内所有模块的工作电压Vdd ；306、工作电压Vdd建立好后，产生芯片除供电模块以外的芯片内所有模块的使能 信号，整个芯片开始进入正常工作；开关电源芯片的供电电压Vcc的下电过程307、判断到Vcc电压是否低于第一参考电压VI，若是执行步骤308 ；308、在使得芯片的除供电模块以外的芯片内所有模块正常工作的前提下，关闭芯 片的输出模块，同时提供一条使Vcc继续放电的通路，保证Vcc的内部耗电大于外部给电， 使得Vcc进一步减小，执行步骤309 ；309、判断到Vcc是否低于第二参考电压V2，若是执行步骤310 ；310、Vdd 开始减小；311、当Vdd减小到不能使得除供电模块以外的芯片内所有模块正常的电压V3时， P0W_S信号输出为H时，芯片的其它模块的停止工作；312、关闭芯片除供电模块以外的芯片内所有模块的电流信号。优选地，所述第一参考电压为9V，第二参考电压为8V。本专利技术相对现有技术具有以下的技术效果由于本专利技术实施例所述开关电源芯片的启动电路，由于供电电压Vcc上电模块在 外部供电电压Vcc电压高于预先设计的启动电压时，产生模拟信号E8，因此，本专利技术实施例 所述开关电源芯片的启动电路具有很低的启动电流，降低启动功耗。芯片电压偏置/电流 偏置产生及芯片低压部分电源产生模块接收所述模拟信号E8，建立芯片所需的电压偏置信 号和电流偏置信号，建立芯片所需低压工作电压Vdd，控制输出P0W_R信号为H时，芯片启 动完成。当供电电压Vcc电压低于Vcc UVLO电压值时，芯片的UVLO模块使得整个开关电 源芯片停止工作，因此可以精确设计开关电源芯片停止工作的Vcc电压下限即Vcc UVLO电 压。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中的开关电源的电路图；图2是一种典型开关电源芯片的内部框架图；图3是本专利技术所述开关电源芯片的启动电路的时序图；图4是本专利技术所述开关电源芯片的启动电路结构图；图5是本专利技术所述开关电源芯片的启动电路各信号的波形图。具体实施例方式本专利技术要解决的技术问题是提供一种开关电源芯片的启动电路，具有很低的启动 电流，降低启动功耗，可以灵活准确地设置使开关电源芯片停止工作的Vcc电压下限即Vcc UVLO电压。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案的原理，下面结合图1 进行具体说明。参见图3，图3是本专利技术所述开关电源芯片的启动电路的时序图。供电电压Vcc的上电过程如下301、判断外部供电电压Vcc是否高于预先设计的启动电压，一旦Vcc高于预先设 计的启动电压，则执行302步骤。Vcc电压是通过外部电阻充电实现对芯片的供电的。302、产生模拟信号E8，模拟信号E8信号建立后，执行步骤303和步骤304。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源芯片的启动电路，其特征在于，所述启动电路包括：供电电压Ｖｃｃ上电模块，用于在外部供电电压Ｖｃｃ电压高于预先设计的启动电压时，产生模拟信号Ｅ８；芯片电压偏置／电流偏置产生及芯片低压部分电源产生模块，用于接收所述模拟信号Ｅ８，建立芯片所需的电压偏置信号和电流偏置信号，建立芯片所需的低压工作电压Ｖｄｄ，输出ＰＯＷ＿Ｒ信号为Ｈ时，芯片启动完成；芯片的ＵＶＬＯ模块，当供电电压Ｖｃｃ电压低于ＶｃｃＵＶＬＯ电压值时，使得整个开关电源芯片停止工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽强，徐思远，朱慧珍，段建华，刘娜，
申请(专利权)人：BCD半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：KY