[實用新型]一種超低待機功耗電源的控制電路

有效

• 申請號: 201320133170.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN203193512U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 張洪俞;朱敏元;魯華;夏曉娟
• 申請（專利權）人: 南京微盟電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

技術領域

本實用新型涉及開關電源，尤其涉及一種超低待機功耗電源的控制電路，屬于微電子技術領域。

背景技術

對于一個開關電源電路而言，不僅僅要求具有很高的轉換效率，還要求待機功耗低。目前，在降低待機功耗方面，不論是脈沖頻率調制方式（PFM）還是脈沖寬度調制方式（PWM）以及混合型控制方式，均是采取降低電源控制芯片頻率和減小控制電路耗電方式來實現低待機功耗。就現有電源控制芯片降低待機功耗的方式來說，控制電路的耗電等已無多少降低空間，待機功耗無法再進一步的降低。

AC-DC原邊控制（PSR）轉換器，因其具有外圍系統元器件少、成本低、結構簡單、待機功耗低等優點，已經成為未來AC-DC的發展趨勢。AC-DC原邊控制（PSR）轉換器的基本拓撲結構如圖1所示，外圍電路包括反激變換器、整流濾波、啟動電路、開關管；內部控制電路包括供電端（VCC）啟動和低壓鎖定保護（UVLO）電路、輔助繞組端反饋電壓（FB）采樣保持電路、誤差放大器（EA）、PWM脈寬調制器、限流比較器、RS觸發器、驅動器。其工作原理如圖2，內部控制部分通過檢測變壓器輔助繞組Na端FB電壓，經過內部采樣保持電路、誤差放大器和PWM脈寬調制器，產生一定占空比的信號來控制開關管的導通和關閉，使其次級繞組Ns輸出端電壓Vo恒壓。傳統AC-DC原邊控制轉換器的待機功耗已經無法再進一步降低。

發明內容

本實用新型目的是為了解決傳統AC-DC電源系統，由于芯片功耗P_ic和芯片外圍元器件功耗P_s導致系統待機功耗較大的問題，提供了一種超低待機功耗電源的控制電路，工作時，將系統輸出端負載P_o轉化為芯片內部誤差放大器輸出電壓V_ea，然后V_ea與內部設定電壓V3進行比較，當兩者有交點時，電路發生翻轉，輸出邏輯控制信號T_{urn_on/off}，使芯片進入睡眠模式，關閉芯片內部大部分模塊和開關管，去掉了輸出端假負載上的功耗，同時又采用了高壓啟動，省掉了啟動部分的功耗，從而大大降低了整機待機功耗。

本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現：一種超低待機功耗電源的控制電路，基于AC-DC原邊控制轉換器拓撲結構，設有外圍電路及內部控制電路，其特征在于，改進了芯片供電端的啟動方式，在外圍電路中省去了啟動電路，在內部控制電路中增設睡眠判斷模塊，睡眠判斷模塊包括高壓啟動晶體管Jfet、睡眠判斷比較器和RS觸發器，其中：

高壓啟動晶體管Jfet設置于外部供電V_in與芯片供電VCC之間，外部供電V_in通過外圍電路中變壓器的初級電感連接高壓啟動晶體管Jfet的漏極，芯片供電VCC連接高壓啟動晶體管Jfet的源極，高壓啟動晶體管Jfet的柵極連接內部控制電路中啟動和低壓鎖定保護電路即啟動和低壓鎖定保護比較器的輸出信號uvlo，高壓啟動晶體管Jfet的初態為導通狀態；

睡眠判斷比較器的正向輸入端連接設定電壓V3，反向輸入端連接內部控制電路中誤差放大器EA的輸出信號V_ea，其中，V3=V2-a·(V2-V1)，a為系統輸出滿載功率的百分比，V1、V2分別是產生內部控制電路中輸入至PWM脈寬調制器反向輸入端的電壓V_ex的兩個基準電壓；睡眠判斷比較器的輸出信號SD連接RS觸發器的置“0”端即R端，低壓鎖定保護比較器的輸出信號uvlo連接RS觸發器的置“1”端即S端，RS觸發器輸出睡眠或啟動控制信號T_{urn_on/off}控制內部控制電路中采樣和保持電路、誤差放大器、PWM脈寬調制器、限流比較器、驅動器的偏置電流或偏置電壓使能端和外圍電路中開關管的柵極。

所述V3=V2-a·(V2-V1)中，取a=1%，V1=1V，V2=3V。

本實用新型的優點及顯著效果：

（1）本實用新型采用高壓啟動方式，省去了外圍電路中的啟動電阻，大大降低了啟動部分的功耗。

（2）本實用新型將輸出負載Po轉化為芯片內部電壓V_ea，V_ea與內部設定電壓V3進行比較，輸出邏輯控制信號，使芯片進入睡眠模式，降低系統待機功耗。

（3）當輸出負載大于一定值時，系統自動重啟。

附圖說明

圖1為現有AC-DC原邊控制轉換器的系統框圖；

圖2為圖1的電路圖；

圖3為圖1中PWM脈寬調制器反向輸入端電壓V_ex的產生電路圖；