[發明專利]變換器的快速啟動控制電路

有效

• 申請號: 201410364996.4
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104143905B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 郭越勇;趙汗青;劉柳勝;程寶洪
• 申請（專利權）人: 美芯晟科技（北京）有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別是涉及一種變換器的快速啟動控制電路。

背景技術

隨著LED照明技術的發展，交流-直流LED驅動器需要支持更高的輸出功率，實現更高的控制精度。在同等工藝的條件下，高速高精度控制以及更大的驅動能力，都會使驅動器本身的工作電流提高，功耗變大。如果保持芯片外部啟動電路功耗不變，芯片的啟動時間會大大延長；如果要保持較小啟動時間，則需要提高外部啟動電路電流，降低效率。

圖1為現有技術的交流—直流變換器的一種實現架構。如圖1所示，橋式整流器將輸入的交流電壓進行整形，整形后的電壓稱為母線電壓，即把市電電壓Vin·sin(wt)轉化為可操作的電壓Vin·|sin(wt)|。變壓器T1的輔助繞組連接到交流—直流控制器的FB端，控制器通過FB端檢測輸出電壓。母線電壓VM通過電阻R₁連接到電容C₁，同時，輔助繞組通過二極管D₁連接到電容C₁。C₁連接控制器的VDD端，給控制器提供電源。

圖2為現有技術的交流—直流控制器的實現方式。如圖2所示，控制器的輸入分別連接VDD和反饋電壓FB，輸出DRV連接功率開關M1。控制器包括基準&VDD檢測模塊、采樣保持電路，EA放大器，PWM調制器和輸出單元Driver。

基準&VDD檢測模塊用于產生基準電壓，檢測VDD電壓，產生Enable信號控制其他電路是否工作，該模塊消耗電流記為I_Q1。采樣保持電路對反饋信號FB進行采樣保持，送給EA放大器與參考電壓Vref比較，產生誤差放大信號，再通過PWM調制器產生PWM開關信號驅動功率開關，實現環路控制。其中，采樣保持電路工作電流記為I_Q2，EA放大器工作電流記為I_Q3，PWM調制器和輸出Driver的工作電流合并記為I_Q4。

圖3為現有技術的交流—直流控制器的啟動波形示意圖。如圖3所示，VDD電壓和FB電壓的初始電壓都為0，當接通電源后，VDD從0V開始上升，此時FB電壓仍為0，只有VM通過R1給C₁充電，充電電流為I_CHG，VDD從0V上升到V_start的時間記為t₁。

為保證電路能夠啟動，通常VM/R₁>>I_Q1，

當VDD電壓上升到V_start電壓時，Enable信號變為高，采樣保持單元、EA放大器、PWM調制單元和driver輸出單元開始工作，DRV輸出產生脈沖信號，輸出能量，FB電壓開始上升。FB上升到超過VDD電壓之前，AB兩部分電路消耗的I_Q1+I_Q2+I_Q3+I_Q4的電流完全由VDD電容C₁提供，VDD電壓下降。如圖3中虛線部分所示，如果VDD下降到V_UVLO電壓，Enable信號由高變低，會關閉采樣保持單元、EA放大器、PWM調制單元和driver輸出單元，并停止輸出，需要等VDD再次上升到V_start才能工作。VDD由V_start下降到V_UVLO所需時間記為t₂；芯片消耗總電流I_Qtot：

I_Qtot＝I_Q1+I_Q2+I_Q3+I_Q4

一般，好的設計希望有更快的啟動速度，因此需要減小t₁。而芯片需要在t₂時間內將FB電壓充到V_UVLO以上，才能保證正常工作。由公式可知，增大C₁可以增大t₂，但t₁也會增加，反之亦然。