一种开关电源的控制芯片和开关电源制造技术

本发明专利技术提供了一种控制芯片及开关电源，所述控制芯片与开关管电连接，所述控制芯片包括电压采集模块、误差放大模块、时间采集模块以及恒压恒流模块；电压采集模块，用于采集输出电压的反馈电压；误差放大模块，用于将电压采集模块采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大，并输出误差电压；时间采集模块，用于根据电压采集模块采集到的反馈电压，得到消磁时间信号；恒压恒流模块，用于采集开关管的峰值电流反馈信号，根据时间采集模块的消磁时间信号、误差放大模块的误差电压和采集到的峰值电流反馈信号，调节控制信号的频率和占空比，以及根据所述控制信号控制所述开关管。该种控制芯片和具有该控制芯片的开关电源，能降低系统待机功耗。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息
，尤其涉 及一种开关电源的控制芯片和开关电源。
技术介绍
目前几乎所有的家用电器设备主供电或控制部分供电都需要用到低压直流电源，然而由于供电电网考虑电压传输的损耗问题，当前只能提供220V(部分国 家为110V)交流电源。因此，高效率、高性价比的交流-直流(AC-DC)转换器成为不可或缺的一部分。传统的交流-直流装置通常采用线性变换器实现，但由于线性变换器巨大的体积、沉重的重量、低下的转换效率以及不再明显的成本优势导致其正被迅速淘汰，在目前的交流-直流转换装置中，开关电源适配器已经成为绝对的主流。为了满足精度和隔离安全的要求，通常会使用具有次级反馈控制开关电源。如图I所示，为现有技术中的反馈控制开关电源电路。交流市电电压通过全波整流器后转换为高压直流电压并存储于电容Cl中，芯片IC需要的能量由R2和C2提供，输出端的电压经过电阻R6、R7分压后经过放大器TL431进行放大，由光耦Hl将信号传输到芯片IC的电压采样端。芯片IC会根据采样到的输出电压值来控制开关管Ql的导通时间以及频率，进而调整当前周期初级绕组所储存的能量，由此构成了一个闭环负反馈系统以实现输出电压的稳定。但是由于光耦Hl和TL431所需要的工作电流都在ImA以上，因此提高开关电源系统的待机功耗。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中开关电源系统的待机功耗较高的问题，提供一种控制芯片和具有该控制芯片的开关电源，能降低系统待机功耗。本专利技术提供一种控制芯片，所述控制芯片与开关管电连接，所述控制芯片包括电压采集模块、误差放大模块、时间采集模块以及恒压恒流模块；电压采集模块，用于采集开关电源输出电压的反馈电压；误差放大模块，用于将电压采集模块采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大，并输出误差电压；时间采集模块，用于根据电压采集模块采集到的反馈电压，得到消磁时间信号；恒压恒流模块，用于采集开关管的峰值电流反馈信号，根据时间采集模块的消磁时间信号、误差放大模块的误差电压和采集到的峰值电流反馈信号，调节控制信号的频率和占空比，以及根据所述控制信号控制所述开关管。本专利技术还提供一种开关电源，所述开关电源包括上述的控制芯片，所述开关电源还包括输入滤波整流模块，用于对输入的交流电压进行滤波，并将所述交流电压整流为直流电压；开关管，用于对主边绕组进行控制；主边绕组，用于在所述开关管的控制下将所述直流电压变化为电磁信号；供电模块，用于给控制芯片提供电压；主边反馈模块，用于将供电模块的输出电压进行分压后，反馈至控制芯片；主边采集模块，用于采集所述开关管的峰值电流反馈信号；输出绕组，用于根据所述主边绕组产生的电磁信号转换为电信号，产生相应的输出交流电压；输出整流模块，用于将输出交流电压整流为直流电压；稳压模块，用于对输出整流模块提供的能量进行存储，以及在开关管关断时提供能量输出，确保输出电压的恒定； 假负载模块，用于在空载下消耗输出绕组所提供的能量，稳定输出电压。 从上述方案可以看出，通过将电压采集模块采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大，并输出误差电压，可以判断系统的负载情况，根据系统的负载情况结合消磁时间信号、开关管的峰值电流反馈信号来调节控制信号的频率和占空比，能达到输出恒流恒压电信号的目的，而且还可以在低负载时，进一步降低控制芯片ICI的工作频率，从而减小了系统的开关损耗，达到降低待机功耗的目的。附图说明图I为现有技术开关电源的电路图；图2为本专利技术开关电源一种实施例的结构框图；图3为本专利技术开关电源一种实施例的电路图；图4为本专利技术控制芯片一种实施例的结构框图；图5为本专利技术恒流恒压模块一种实施例的结构框图；图6为芯片工作频率fosc及主边峰值电流IP相对负载IOUT的变化趋势示意图；图7为PWM模式的原理电路图；图8为PFM/BURST模式的原理电路图；图9为恒流恒压模块在PFM/BURST模式下的工作过程图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种实施例的开关电源，如图2所示，所述开关电源包括控制芯片IC1，所述开关电源还包括输入滤波整流模块11，用于对输入的交流电压进行滤波，并将所述交流电压整流为直流电压；开关管，用于对主边绕组进行控制；主边绕组13，用于在所述开关管的控制下将所述直流电压变化为电磁信号；供电模块14，用于给控制芯片ICl提供电压；主边反馈模块15，用于将供电模块的输出电压进行分压后，反馈至控制芯片ICl ；主边采集模块16，用于采集所述开关管的峰值电流反馈信号，输出至控制芯片ICl ；输出绕组17，用于根据所述主边绕组产生的电磁信号转换为电信号，产生相应的输出交流电压；输出整流模块18，用于将输出绕组17输出的交流电压整流为直流电压；稳压模块19，用于对输出整流模块18输出的直流电压进行存储，以及在开关管关断时提供能量输出，以确保输出电压的恒定；和 假负载模块20，用于在空载下消耗输出绕组17所提供的能量，以稳定输出电压；而控制芯片IC1，用于将采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大后输出误差电压，根据采集到的反馈电压，得到消磁时间信号，以及根据误差电压、消磁时间信号和采集到的峰值电流反馈信号，调节控制信号的频率和占空比，以及根据所述控制信号控制所述开关管。从上述方案可以看出，通过将采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大得到误差电压，可以判断系统的负载情况，根据系统的负载情况结合消磁时间信号、开关管的峰值电流反馈信号来调节控制信号的频率和占空比，能达到输出恒流恒压电信号的目的，而且还可以在低负载时，进一步降低控制芯片ICi的工作频率，从而减小了系统的开关损耗，达到降低待机功耗的目的。在具体实施中，如图2所示，所述开关电源还包括第一电压吸收模块21 ；第一电压吸收模块21，连接在所述输入滤波整流模块11和所述主边绕组13之间，用于吸收漏感尖峰电压以防止由于漏感导致的尖峰电压，从而防止损伤开关管。在具体实施中，如图2所示，所述开关电源还包括第二电压吸收模块22 ；第二电压吸收模块22，连接在所述输出绕组17和稳压模块19之间，用于吸收尖峰电压。如图3所示，本专利技术一种实施例的开关电源的电路图，其中主边侧主要包括主边绕组Np、控制该主边绕组Np的开关管Q1，以及控制开关管Ql导通的控制芯片IC1。具体地，FRl为保险丝，用于线路出现故障时切断交流输入以保护系统安全。二极管D1-D4组成的全波整流线路用于将输入交流电压整流为直流电压，由电容Cl、电容C2以及电感LI组成的滤波线路用于滤除输入端的干扰信号。电阻R3、电阻R4和电容C4组成控制芯片ICl的启动线路，通过电阻R3、电阻R4对电容C4充电，当给控制芯片提供电压达到预设值时系统正常启动，主边绕组Np开始存储能量，直到主边电流上升到一定程度后开关管Ql断开，主边峰值电流通过对电阻R9进行电压采样给控制芯片ICl进行判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的控制芯片，所述控制芯片与开关电源的开关管电连接，其特征在于，所述控制芯片包括电压采集模块、误差放大模块、时间采集模块以及恒压恒流模块；电压采集模块，用于采集所述开关电源输出电压的反馈电压；误差放大模块，用于将电压采集模块采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大，并输出误差电压；时间采集模块，用于根据电压采集模块采集到的反馈电压，得到消磁时间信号；恒压恒流模块，用于采集开关管的峰值电流反馈信号，根据时间采集模块的消磁时间信号、误差放大模块的误差电压和采集到的峰值电流反馈信号，调节控制信号的频率和占空比，以及根据所述控制信号控制所述开关管。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制芯片，所述控制芯片与开关电源的开关管电连接，其特征在于，所述控制芯片包括电压采集模块、误差放大模块、时间采集模块以及恒压恒流模块； 电压采集模块，用于采集所述开关电源输出电压的反馈电压； 误差放大模块，用于将电压采集模块采集到的反馈电压与基准电压进行比较放大，并输出误差电压； 时间采集模块，用于根据电压采集模块采集到的反馈电压，得到消磁时间信号； 恒压恒流模块，用于采集开关管的峰值电流反馈信号，根据时间采集模块的消磁时间信号、误差放大模块的误差电压和采集到的峰值电流反馈信号，调节控制信号的频率和占空比，以及根据所述控制信号控制所述开关管。2.如权利要求I所述的控制芯片，其特征在于，所述恒压恒流模块包括采集单元、模式判断单元、频率控制单元、基准电流单元、脉宽调节单元以及频率调节单元； 采集单元，用于采集开关管的峰值电流反馈信号； 模式判断单元，用于根据误差放大模块的误差电压，调节判断电流的大小； 模式控制单元，用于根据误差放大模块的误差电压，调节控制电流的大小； 基准电流单元，用于提供预设电流； 脉宽调节单元，用于根据模式控制单元的判断输出电流和基准电流单元的预设电流进行叠加后，得到第一比较电压，当第一比较电压等于采集单元采集到的峰值电流反馈信号时，输出控制信号的关断脉冲； 频率调节单元，用于根据模式判断单元的判断输出电流、模式控制单元的控制输出电流以及消磁时间信号，输出控制信号的导通脉冲。3.如权利要求2所述的控制芯片，其特征在于所述模式控制单元包括与所述脉宽调节单元连接的第一电流源，以及与所述频率调节单元连接的第二电流源； 第一电流源，用于当误差放大模块的误差电压增大时，增大第一输出电流； 第二电流源，用于当误差放大模块的误差电压减小时，增大第二输出电流，当误差放大模块的误差电压等于第一预设电压时停止输出电流，以及当误差放大模块的误差电压小于第二预设电压时保持输出电流的大小。4.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于所述基准电流单元具体为固定电流源。5.如权利要求4所述的控制芯片，其特征在于所述脉宽调节单元包括电阻、第一电容和第一比较器，所述电阻的一端分别与第一电流源的输出端、固定电流源的输出端、第一电容的一端连接以及第一比较器的负极连接，所述电阻的另一端分别与第一电容的另一端和地连接，第一比较器的正极与采集单元连接。6.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于所述模式判断单元具体为第三电流源； 所述第三电流源，用于当误差放大模块的误差电压小于第二预设电压时，将输出电流降...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文情，杨小华，于春天，冯玉明，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：