开关电源驱动电路、集成电路及开关电源制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种开关电源集成电路。所述开关电源集成电路包括：原边控制器；与所述原边控制器相连的功率开关管；输入端与外部电源相连，输出端与功率开关管基极相连的启动电阻；其中，在该开关电源集成电路启动时，所述功率开关管将从启动电阻输出端流出的电流放大，然后提供给原边控制器。本发明专利技术提供的开关电源集成电路，利用功率开关管的放大作用，对原边控制器进行充电，从而实现了在不改变其他性能的条件下，将启动电流放大β倍（β大于10），进而减少启动时间，加快开关电源集成电路的启动速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种开关电源驱动电路、集成电路及开关电源。
技术介绍
1955年美国罗耶(GH. Roger)专利技术的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器， 是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛(Jen Sen)专利技术了自激式推挽双变压器，1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了 1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了 25千赫的开关电源。目前，开关电源产品以其体积小、重量轻、电能转换效率高等特点而被广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、LED灯具、通讯设备、视听产品、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。对于开关电源来说，启动时间是它的一个重要参数。伴随着开关电源的广泛应用，快速完成开关电源的启动过程越来越成为电源应用者所追求的目标。
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驱动电路、集成电路及开关电源，以提闻开关电源的启动速度。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，包括原边控制器；与所述原边控制器相连的功率开关管；输入端与外部电源相连，输出端与功率开关管基极相连的启动电阻；其中，在该开关电源集成电路启动时，所述功率开关管将从启动电阻输出端流出的电流放大，然后提供给原边控制器，所述原边控制器将所述放大的电流提供给所述开关电源集成电路的充电电容。优选地，所述原边控制器包括第一 NMOS管,所述第一 NMOS管的栅极、源极和漏极分别与偏置电压、参考地和功率开关管的基极相连；第二 NMOS管，所述第二 NMOS管的栅极和漏极分别与原边控制器的内部电源和功率开关管的发射极相连，其源极通过第一电阻与参考地相连；第三NMOS管，所述第三NMOS管的栅极与原边控制器的内部电源相连，其源极与所述第一 NMOS管和功率开关管的公共端相连；与所述第三NMOS管的漏极相连的电流镜。优选地，所述第一 NMOS管与第二 NMOS管的衬底分别与自身的源极相连；所述第三NMOS管的衬底接地。优选地，所述电流镜包括第一 PMOS管和第二 PMOS管；其中，所述第一 PMOS管的栅极和源极分别与所述第二 PMOS管的栅极和源极相连；所述第一 PMOS管和第二 PMOS管的源极均与其对应的衬底相连、并通过第一电容 与参考地相连；所述第一 PMOS管的栅极和漏极相连并连接一电流源；所述第二 PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极相连。优选地，所述功率开关管的发射极通过一单向导通二极管与原边控制器中的第一电容相连。优选地，所述原边控制器还包括设置在所述第三NMOS管的栅极与原边控制器的内部电源之间的电流放大电路。优选地，所述电流放大电路包括串接于所述原边控制器的内部电源与第三NMOS管的栅极之间的第二电阻；一端与所述第二电阻和第三NMOS管栅极的公共端相连，另一端与一脉冲宽度调制信号相连的第二电容。优选地，所述第三NMOS管为对称、耐高压NMOS管。优选地，所述功率开关管为NPN开关管。优选地，所述功率开关管为NMOS管。一种开关电源驱动电路，包括原边控制器、启动电阻和电容；其中所述启动电阻一端与开关电源的工作电源相连，另一端与开关电源功率开关管控制端相连；所述原边控制器的接收端与所述功率开关管的输出端相连，接收所述功率开关管的输出电流，并提供给所述电容，所述功率开关管的输出电流为所述功率开关管将从所述启动电阻输出端流出的电流放大后的电流。优选地，所述原边控制器包括栅极连接所述开关电源的偏置电压、漏极连接所述功率开关管控制端、源极接地的第一 NMOS管；栅极连接所述原边控制器的内部电源、漏极连接所述功率开关管的输出端、源极经第一电阻后接地的第二 NMOS管；栅极分别与所述原边控制器的内部电源和脉冲信号发射端相连、源极与所述第一NMOS管和功率开关管的公共端相连的第三NMOS管，所述第三NMOS管的衬底接地；与所述第三NMOS管的漏极相连的电流镜。优选地，所述第一 NMOS管与第二 NMOS管的衬底分别与自身的源极相连。优选地，所述原边控制器还包括设置在所述第三NMOS管的栅极与原边控制器的内部电源之间的电流放大电路，所述电流放大电路包括串接于所述原边控制器的内部电源与第三NMOS管的栅极之间的第二电阻；一端与所述第二电阻和第三NMOS管栅极的公共端相连，另一端与所述脉冲信号发射端相连的第二电容。优选地，所述第三NMOS管为对称、耐高压NMOS管。一种开关电源，包括上述的开关电源集成电路。与现有技术相比，本专利技术提供的开关电源集成电路，改变了集成电路启动时，外部电源通过启动电阻直接给原边控制器提供电压的工作方式，而是利用功率开关管的放大作用，将启动电阻输出端流出的电流进行放大，然后再提供给原边控制器，对原边控制器进行充电。充电完成后，启动电路自动不工作，功率开关管作为开关管正常工作。因此，本专利技术 提供的集成电路，在不改变其他性能的条件下，将启动电流放大了 β倍(β大于10)，从而减少了启动时间，加快了开关电源集成电路的启动速度。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I为现有技术中常见的反激应用电路；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；图3为本专利技术实施例提供的开关电源集成电路中加速启动电路的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的开关电源集成电路工作时PWM，丽3栅端电压VG以及基极驱动电流Isource波形；图5为本专利技术实施例提供的开关电源驱动电路的结构图；图6为本专利技术实施例提供的开关电源驱动电路中原边控制器的结构图；图7为本专利技术实施例提供的开关电源驱动电路中原边控制器的结构图。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I是现有技术中常见的反激应用电路。其中Ul为原边控制器，输入电压Vin (即外部电源)通过启动电阻Rst给控制原边控制器Ul内电压VCC的电容Cl充电，当原边控制器Ul的电压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。辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源集成电路，其特征在于，包括：原边控制器；与所述原边控制器相连的功率开关管；输入端与外部电源相连，输出端与功率开关管基极相连的启动电阻；其中，在该开关电源集成电路启动时，所述功率开关管将从启动电阻输出端流出的电流放大，然后提供给原边控制器，所述原边控制器将所述放大的电流提供给所述开关电源集成电路的充电电容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张美玲，郜小茹，陈超，朱亚江，
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：