[發(fā)明專利]一種開關(guān)電源的控制芯片和開關(guān)電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110215457.0
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102904448A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文情;楊小華;于春天;馮玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源的控制芯片和開關(guān)電源。

背景技術(shù)

目前幾乎所有的家用電器設(shè)備主供電或控制部分供電都需要用到低壓直流電源，然而由于供電電網(wǎng)考慮電壓傳輸?shù)膿p耗問題，當前只能提供220V(部分國家為110V)交流電源。因此，高效率、高性價比的交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換器成為不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的交流-直流裝置通常采用線性變換器實現(xiàn)，但由于線性變換器巨大的體積、沉重的重量、低下的轉(zhuǎn)換效率以及不再明顯的成本優(yōu)勢導(dǎo)致其正被迅速淘汰，在目前的交流-直流轉(zhuǎn)換裝置中，開關(guān)電源適配器已經(jīng)成為絕對的主流。為了滿足精度和隔離安全的要求，通常會使用具有次級反饋控制開關(guān)電源。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的反饋控制開關(guān)電源電路。交流市電電壓通過全波整流器后轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓并存儲于電容C1中，芯片IC需要的能量由R2和C2提供，輸出端的電壓經(jīng)過電阻R6、R7分壓后經(jīng)過放大器TL431進行放大，由光耦H1將信號傳輸?shù)叫酒琁C的電壓采樣端。芯片IC會根據(jù)采樣到的輸出電壓值來控制開關(guān)管Q1的導(dǎo)通時間以及頻率，進而調(diào)整當前周期初級繞組所儲存的能量，由此構(gòu)成了一個閉環(huán)負反饋系統(tǒng)以實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但是由于光耦H1和TL431所需要的工作電流都在1mA以上，因此提高開關(guān)電源系統(tǒng)的待機功耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源系統(tǒng)的待機功耗較高的問題，提供一種控制芯片和具有該控制芯片的開關(guān)電源，能降低系統(tǒng)待機功耗。

本發(fā)明提供一種控制芯片，所述控制芯片與開關(guān)管電連接，所述控制芯片包括電壓采集模塊、誤差放大模塊、時間采集模塊以及恒壓恒流模塊；

電壓采集模塊，用于采集開關(guān)電源輸出電壓的反饋電壓；

誤差放大模塊，用于將電壓采集模塊采集到的反饋電壓與基準電壓進行比較放大，并輸出誤差電壓；

時間采集模塊，用于根據(jù)電壓采集模塊采集到的反饋電壓，得到消磁時間信號；

恒壓恒流模塊，用于采集開關(guān)管的峰值電流反饋信號，根據(jù)時間采集模塊的消磁時間信號、誤差放大模塊的誤差電壓和采集到的峰值電流反饋信號，調(diào)節(jié)控制信號的頻率和占空比，以及根據(jù)所述控制信號控制所述開關(guān)管。

本發(fā)明還提供一種開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括上述的控制芯片，所述開關(guān)電源還包括：

輸入濾波整流模塊，用于對輸入的交流電壓進行濾波，并將所述交流電壓整流為直流電壓；

開關(guān)管，用于對主邊繞組進行控制；

主邊繞組，用于在所述開關(guān)管的控制下將所述直流電壓變化為電磁信號；

供電模塊，用于給控制芯片提供電壓；

主邊反饋模塊，用于將供電模塊的輸出電壓進行分壓后，反饋至控制芯片；

主邊采集模塊，用于采集所述開關(guān)管的峰值電流反饋信號；

輸出繞組，用于根據(jù)所述主邊繞組產(chǎn)生的電磁信號轉(zhuǎn)換為電信號，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出交流電壓；

輸出整流模塊，用于將輸出交流電壓整流為直流電壓；

穩(wěn)壓模塊，用于對輸出整流模塊提供的能量進行存儲，以及在開關(guān)管關(guān)斷時提供能量輸出，確保輸出電壓的恒定；

假負載模塊，用于在空載下消耗輸出繞組所提供的能量，穩(wěn)定輸出電壓。

從上述方案可以看出，通過將電壓采集模塊采集到的反饋電壓與基準電壓進行比較放大，并輸出誤差電壓，可以判斷系統(tǒng)的負載情況，根據(jù)系統(tǒng)的負載情況結(jié)合消磁時間信號、開關(guān)管的峰值電流反饋信號來調(diào)節(jié)控制信號的頻率和占空比，能達到輸出恒流恒壓電信號的目的，而且還可以在低負載時，進一步降低控制芯片IC1的工作頻率，從而減小了系統(tǒng)的開關(guān)損耗，達到降低待機功耗的目的。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)電源的電路圖；

圖2為本發(fā)明開關(guān)電源一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明開關(guān)電源一種實施例的電路圖；

圖4為本發(fā)明控制芯片一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明恒流恒壓模塊一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為芯片工作頻率fosc及主邊峰值電流IP相對負載IOUT的變化趨勢示意圖；

圖7為PWM模式的原理電路圖；

圖8為PFM/BURST模式的原理電路圖；

圖9為恒流恒壓模塊在PFM/BURST模式下的工作過程圖。

具體實施方式