[發明專利]原邊反饋控制功率開關電路

在審

• 申請號: 201410542161.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104300945A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 劉燕濤;袁政
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H03K17/28
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;黃小棟

技術領域

本發明涉及原邊反饋功率管開關控制電路，特別涉及一種集成過零檢測電路的原邊反饋功率管開關控制電路。

背景技術

在單管反激型開關變換器中，工作于電流斷續模式或者臨界模式的應用時，經常采用原邊反饋控制技術。這種原邊反饋功率管開關控制電路，其工作原理通常是，通過檢測原邊峰值電流來控制功率管的關斷，通過檢測副邊電感電流過零來控制功率管的開啟。

如圖1所示，功率管Q導通時，原邊電感Lp的電流不斷增加。將原邊電感Lp的電流通過電阻Rcs采樣后產生采樣信號Vcs，該采樣信號Vcs通過比較器OCP_COMP與基準電壓VREF1進行比較，當采樣信號Vcs大于基準電壓VREF1時輸出關斷信號，該關斷信號通過RS觸發器輸出到驅動級DRIVER，從而關斷功率管Q。該過程即為通過檢測原邊峰值電流來控制功率管的關斷。

功率管Q關斷后，副邊電感Ls的電流逐漸減小到零。然后，通過外置輔助繞組或者反饋分壓網絡產生過零檢測信號V_FB，將該過零檢測信號V_FB通過比較器ZCD_COMP與基準電壓VREF2進行比較，當該過零檢測信號V_FB小于基準電壓VREF2時輸出開啟信號，該開啟信號通過RS觸發器輸出到驅動級DRIVER，從而打開功率管Q。該過程即為通過檢測副邊電感電流過零來控制功率管的開啟。

因此，如何檢測副邊電感Ls的電流過零成為這種控制方案的關鍵技術。現有的對副邊電感Ls電流的過零檢測，是通過增加輔助繞組或者通過檢測原邊電壓分壓來實現的。這些過零檢測方案通常都要增加外圍器件和芯片引腳，而外圍器件的成本較高，會使得系統的成本增加；同時這些方案還會增加芯片的面積，這對于一些對面積要求嚴格的應用(例如，小體積LED照明器材)的影響很大。

發明內容

為此，本發明提供了一種原邊反饋功率管開關控制電路，包括功率管、驅動所述功率管的驅動級電路、和檢測副邊電感電流過零的過零檢測電路，其特征在于，所述過零檢測電路包括：電阻，所述驅動級電路的低電位點通過所述電阻接地；比較器，其第一輸入端接地，其第二輸入端連接到所述功率管的柵極，所述比較器配置為，其第二輸入端的輸入信號小于其第一輸入端的輸入信號時，其輸出端輸出控制所述功率管開啟的第一開啟信號。

進一步地，所述控制電路還包括功率管驅動級低電壓嵌位保護電路，其包括二極管，所述驅動級電路的低電位點還通過所述二極管接地。

進一步地，所述控制電路還包括檢測原邊電感的電流大于閾值時輸出控制所述功率管關斷的第一關斷信號的原邊反饋電路、輸出低壓保護電路、以及判決電路，其中，所述輸出低壓保護電路配置為，在所述第一關斷信號開始輸出時，輸出第一延時信號；所述判決電路配置為，在所述第一延時信號結束時，所述判決電路輸出控制所述功率管開啟的第二開啟信號。

進一步地，所述控制電路還包括輸出過壓保護電路，其配置為在所述第一關斷信號開始輸出時，輸出第二延時信號，所述第二延時信號的持續時間小于所述第一延時信號的持續時間；所述判決電路進一步配置為，接收所述第一開啟信號，當所述第一開啟信號在所述第二延時信號的持續期間內到達，所述判決電路輸出控制所述功率管關斷的第二關斷信號。

進一步地，所述判決電路進一步配置為，當所述第一開啟信號在所述第二延時信號結束之后且所述第一延時信號結束之前到達，所述判決電路輸出控制所述功率管開啟的第二開啟信號。

進一步地，所述控制電路還包括誤觸發保護電路，其包括開關管，所述驅動級電路的低電位點還通過所述開關管接地，所述開關管的控制端連接到所述第二延時信號。

優選地，所述輸出低壓保護電路包括第一延時反向器和第一與門，其中，所述第一延時反向器的輸入端接所述第一關斷信號；所述第一與門的兩個輸入端分別接所述第一延時反向器的輸出信號和所述第一關斷信號，其輸出所述第一延時信號。

優選地，所述輸出過壓保護電路包括第二延時反向器、第一延時緩沖器和第二與門，其中，所述第二延時反向器的輸入端接所述第一關斷信號；所述第一延時緩沖器的輸入端接所述第二延時反向器的輸出信號；所述第二與門的兩個輸入端分別接所述第一延時緩沖器的輸出信號和所述第一關斷信號，其輸出所述第二延時信號。

優選地，所述判決電路包括或門、第一與非門和第二延時緩沖器，其中，所述或門的兩個輸入端分別接第二延時信號和第一開啟信號；所述第一與非門的兩個輸入端分別接第一延時信號和所述或門的輸出信號；所述第二延時緩沖器的輸入端接所述第一與非門的輸出信號，其輸出所述第二開啟信號。