[發明專利]一種開關電源標準單元電路及裝置

在審

• 申請號: 201711299715.1
• 申請日: 2017-12-09
• 公開（公告）號: CN107786073A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 袁柱六;張崎;袁寶山;王寧;韓俊波;劉俊夫;趙隆冬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 王麗麗,金凱

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，具體涉及一種開關電源標準單元電路及裝置。

背景技術

開關電源作為電子設備的心臟，在整機系統中占據較大比重。隨著整機系統小型化，輕量化的發展愈演愈烈，開關電源自身的小型化、輕量化需求已不可避免。由此將開關電源中控制單元電路標準化劃分和通用化設計，采用SiP技術，即三維結構、芯片堆疊、芯片間互連以及倒裝芯片、球焊、梯度焊接等微組裝技術等，其作用是實現開關電源的微型化、高性能化、多功能化、高可靠性和低成本等。

本發明標準單元控制電路（PWM控制單元及輔助功能單元電路），是開關電源控制系統中重要組成部分，其作用是控制功率開關管的導通占空比，同時具有輸入過壓欠壓保護、同步頻率的輸入輸出、初級禁止以及輸出短路保護等功能。該標準單元電路IP核具有驅動能力強、系統功能全、通用性等特點，可作為標準單元電路設計，廣泛應用于各類開關電源中。

本發明一種開關電源標準單元電路IP核及其SiP三維結構設計是采用單元電路的標準化設計以及微型化設計技術；隨著武器裝備系統小型化、國產化、高可靠及功能性要求的提高，高可靠H級直流-直流變換器產品已得到廣泛應用；本文所述一種開關電源標準單元電路IP核及其SiP三維結構設計主要用于直流-直流變換器、其他控制電路以及微型化設計中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關電源標準單元電路及裝置，在實現開關電源性能指標外，更進一步推進電源產品體積的微型化。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種開關電源標準單元電路，包括脈沖寬度調制器及與脈沖寬度調制器連接的輸入過欠壓保護電路、禁止電路、信號處理電路、短路保護電路、同步頻率輸出電路、同步頻率輸入電路、誤差信號反饋輸入電路、震蕩電路及軟啟動電路；

所述輸入過欠壓保護電路，用于對輸入電壓采樣，并與預置的電壓基準進行比較，通過對脈沖寬度調制器的輸出脈沖信號控制，當輸入電壓過低和過高時，關閉脈沖寬度調制器的輸出脈沖信號，保護開關電源內部功率元器件；所述禁止電路，用于對脈沖寬度調制器進行使能控制；所述誤差信號反饋輸入電路，用于對開關電源輸出電壓穩壓控制；所述軟啟動電路，用于控制脈沖寬度調制器的輸出脈沖信號寬度；所述短路保護電路，用于對輸入電流信號檢測，當輸出發生短路時，控制電壓環反饋控制電路，關斷PWM輸出，保護開關電源內部功率元件以及系統供電電路工作在安全區域；所述信號處理電路，用于對電流信號檢測并進行信號處理，為脈沖寬度調制器提供電流采樣信號。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述禁止電路采用二極管V11，所述二極管V11的陽極與脈沖寬度調制器的補償端Comp連接，二極管V11的陰極為信號的輸入端。

所述誤差信號反饋輸入電路包括電阻R5、電容C14、電容C15，所述震蕩電路包括電阻R3、電容C11及電阻R10，所述電阻R5、電容C15的第一端與脈沖寬度調制器N4的補償端Comp連接，所述電阻R5的第二端通過電容C14與脈沖寬度調制器N4的基準端Ref連接，且該基準端Ref接地，所述電容C15的第二端接地。

所述信號處理電路由電容C13和電阻R6構成，所述電容C13的第一端與脈沖寬度調制器N4的電流檢測端Isense 連接，電容C13的第二端接地，所述電阻R6的第一端與電容C13的第一端連接，電阻R6的第二端與脈沖寬度調制器N4的電流檢測端Isense 連接。

所述短路保護電路包括比較器N2、三極管V10、二極管V12、分壓電路及整流濾波電路，所述比較器N2的同相輸入端與整流濾波電路的輸出端連接，所述整流濾波電路的輸入端與脈沖寬度調制器N4的電流檢測端Isense 連接，所述比較器N2的反相輸入端與分壓電路的輸出端連接，所述分壓電路的輸入與脈沖寬度調制器N4的基準端Ref連接，所述比較器N2的輸出端與二極管V12的陽極連接，所述二極管V12的陰極通過電阻R4與三極管V10的基極連接，所述三極管V10的集電極與脈沖寬度調制器N4的補償端Comp連接，所述三極管V10的發射極接地。