开关电源集成电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种开关电源集成电路，该集成电路包括：变压器；通过功率开关管与所述变压器原边相连的原边控制器；与变压器副边相连、用于检测输出电压并在所述输出电压低于预设电压值时向原边控制器发送“唤醒”信号的副边控制器；一端与外部电源相连，另一端与功率开关管的基极相连的启动电阻；其中，所述原边控制器包括开关控制模块和用于接收由副边控制器发送的“唤醒”信号的“唤醒”信号检测模块，当所述“唤醒”信号检测模块接收到由副边控制器发送的“唤醒”信号时，所述开关控制模块控制功率开关管导通。本发明专利技术所提供的开关电源集成电路，可实现零功耗待机，同时具有很好的动态性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种开关电源集成电路。
技术介绍
开关电源以其体积小、重量轻、电能转换效率高等特点而被广泛应用于通信、控制等电子系统以及各种家用电器等电子产品中。通常，电子产品的能量功耗通常有两种模式 即运行模式和待机模式。随着各种手机、移动消费类电子产品的普及和能源问题的日益突出，对开关电源的运行功耗提出了更高的要求。而且，当今，社会、家庭和办公室中的各种家电装置的待机功耗也已成为污染的重要来源。随着节能环保成为共识，从智能手机到家用电器，消费电子行业急需要具有超低待机功率的高性能电源装置。国际上针对待机功耗制定了很多标准规范。随着技术越来越先进，这些规范也就越来越严格，零待机功耗的规范应运而生。IEC62301第4. 5条规定，低于5mW的待机功率视为零功耗。在实际应用中，实现这条近乎“神话”的规范的主要思想是让开关电源在负载很小 (或称轻载)或空载时(即待机状态时)，部分关断或完全关断控制电路，从而消除这些不需要的功能所浪费的能量。但是，如何在轻载或空载时实现零功耗却成为开关电源设计中的一个重大技术难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种开关电源集成电路，以在轻载或空载时实现零功耗。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案一种开关电源集成电路，包括变压器；通过功率开关管与所述变压器原边相连的原边控制器；与变压器副边相连、用于检测输出电压并在所述输出电压低于预设电压值时向原边控制器发送“唤醒”信号的副边控制器；一端与外部电源相连，另一端与功率开关管的基极相连的启动电阻；其中，所述原边控制器包括开关控制模块和用于接收由副边控制器发送的“唤醒，， 信号的“唤醒”信号检测模块，当所述“唤醒”信号检测模块接收到由副边控制器发送的“唤醒”信号时，所述开关控制模块控制功率开关管导通。优选的，所述集成电路还包括用于降低变压器的漏感尖峰电压从而避免功率开关管被击穿的缓冲电路；其中，所述缓冲电路的一端与外部电源相连，另一端与变压器原边及功率开关管的集电极相连。优选的，所述缓冲电路包括相互并联的电阻和电容；二极管； 其中所述二极管的正极与变压器原边及功率开关管的集电极相连，其负极与所述并联的电阻和电容的一端相连，所述并联的电阻和电容的另一端与外部电源相连。优选的，所述集成电路待机时的工作频率为IOHz 20Hz。优选的，所述副边控制器在单个周期内消耗的功率为0. 5mff lmW。优选的，所述集成电路的原边控制器在待机状态时单个周期内的功耗小于lmW。优选的，所述集成电路的启动电流是输入电流的十倍以上。优选的，在不改变启动速度的条件下，所述启动电阻增大十倍以上。优选的，所述集成电路待机状态时单个周期内的功耗小于5mW。与现有技术相比，本专利技术提供的开关电源集成电路，其内的原边控制器包括开关控制模块和“唤醒”信号检测模块；且变压器副边设置有副边控制器，所述副边控制器用于监控集成电路的输出电压，当所述输出电压小于某一预设电压值时，由副边控制器发出“唤醒”信号给原边控制器的“唤醒”信号检测模块，所述“唤醒”信号检测模块接收到“唤醒”信号后，触发开关控制模块工作，即在待机状态时(轻载或空载时)，原边控制器内的开关控制模块大部分时间关闭，仅有“唤醒”信号检测模块工作，因此，待机状态时原边控制器的功耗非常小。又由于启动电阻的一端与外部电源相连，另一端与功率开关管的基极相连，因此， 输入电流经功率开关管后被放大β (β通常大于10)倍，在保证启动速度不变的情况下，此时启动电阻将增大β倍，从而使得启动电阻上的功耗降低β倍，因此待机状态时启动电阻的功耗也很小。在待机状态时，原边控制器内由于大部分的时间只有“唤醒”信号检测模块工作， 因此，电路中的电流损耗较小，从而降低了待机时电路的工作频率，进而减小了电路中与工作频率相关的元器件上的功耗。最后，由于副边控制器在监控电路的输出电压时其功耗也很小，因此，采用本专利技术所提供的开关电源集成电路，可使整个电路实现零功耗待机。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中常见的反激控制电路；图2为本专利技术实施例提供的开关电源集成电路的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参考图1，图1是现有技术中常见的反激控制电路。其中Ul为原边控制器，输入电压Vin通过启动电阻Rst给原边控制器Ul的电源电压VCC充电，当原边控制器Ul的电源电压VCC达到原边控制器Ul的开启电压时，原边控制器Ul便开始正常工作，输出开关控制信号驱动外部功率开关管Q1。二极管D3、电容C4和电阻R4共同组成RCD缓冲电路来降低变压器Tl的漏感尖峰电压，防止功率开关管Ql被击穿而损坏。电阻Rcs串联在功率开关管Ql的发射极，控制变压器Tl原边的电感峰值电流，从而控制电路的最大输出功率。电容 C2和电阻R3组成缓冲器来消除当整流二极管Dl关断的时候引起的振荡。辅助边电阻Rl 和R2分压，与原边控制器Ul的FB相接形成反馈网络，并通过反馈网络的控制，改变开关控制信号的周期或占空比，从而自动调整输出电压。在轻载或空载情况下，集成电路的功耗主要体现在以下的几个方面(1)启动电阻Rst的损耗通常情况下Vin比VCC要高出十几到几十倍，所以启动电阻Rst两端的电压可认为近似等于Vin，因此启动电阻Rst的损耗为权利要求1. 一种开关电源集成电路，其特征在于，包括变压器；通过功率开关管与所述变压器原边相连的原边控制器；与变压器副边相连、用于检测输出电压并在所述输出电压低于预设电压值时向原边控制器发送“唤醒”信号的副边控制器；一端与外部电源相连，另一端与功率开关管的基极相连的启动电阻；其中，所述原边控制器包括开关控制模块和用于接收由副边控制器发送的“唤醒”信号的“唤醒”信号检测模块，当所述“唤醒”信号检测模块接收到由副边控制器发送的“唤醒” 信号时，所述开关控制模块控制功率开关管导通。2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括用于降低变压器的漏感尖峰电压从而避免功率开关管被击穿的缓冲电路；其中，所述缓冲电路的一端与外部电源相连，另一端与变压器原边及功率开关管的集电极相连。3.根据权利要求2所述的集成电路，其特征在于，所述缓冲电路包括相互并联的电阻和电容；二极管；其中所述二极管的正极与变压器原边及功率开关管的集电极相连，其负极与所述并联的电阻和电容的一端相连，所述并联的电阻和电容的另一端与外部电源相连。4.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述集成电路待机时的工作频率为 IOHz 20Hz。5.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述副边控制器在单个周期内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开关电源集成电路，其特征在于，包括：变压器；通过功率开关管与所述变压器原边相连的原边控制器；与变压器副边相连、用于检测输出电压并在所述输出电压低于预设电压值时向原边控制器发送“唤醒”信号的副边控制器；一端与外部电源相连，另一端与功率开关管的基极相连的启动电阻；其中，所述原边控制器包括开关控制模块和用于接收由副边控制器发送的“唤醒”信号的“唤醒”信号检测模块，当所述“唤醒”信号检测模块接收到由副边控制器发送的“唤醒”信号时，所述开关控制模块控制功率开关管导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郜小茹，朱亚江，陈超，张美玲，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31