[發(fā)明專利]一種控制器IC及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811239374.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109217679B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙志偉
• 申請（專利權）人: 深圳南云微電子有限公司;廣州金升陽科技有限公司
• 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

本發(fā)明提供一種集成功率管M1且?guī)龎汗δ艿目刂破鱅C，且控制器IC內(nèi)部包括一升壓啟動與關斷點選擇模塊，所屬升壓啟動與關斷點選擇模塊能實現(xiàn)當所述BOS端連接外部器件時控制器IC具有升壓功能，當所述BOS端接地時控制器IC無升壓功能，本發(fā)明使寬范圍輸入要求只通過一個控制器IC和升壓拓撲外圍只用電感和二極管來實現(xiàn)，簡化外圍電路，減小PCB布板面積和體積，降低成本，滿足高密度小體積低成本電源系統(tǒng)的需求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種控制器IC，特別涉及一種開關電源變換器的控制器IC。

背景技術

隨著新能源技術的發(fā)展，開關電源中寬輸入電壓范圍的直流-直流變換器得到了廣泛關注。開關電源直流-直流變換器主要由主電路和控制器兩部分構成。主電路用于電能轉換，一般由開關裝置和整流濾波電路等組成，電路結構有Buck、Boost、反激、全橋等等。控制器用于檢測變換器電路的工作狀態(tài)，并產(chǎn)生控制脈沖信號控制變換器中的開關裝置，調(diào)節(jié)傳遞給負載的電量以穩(wěn)定輸出。

如圖1所示，為寬范圍輸入應用電路簡化圖，主功率拓撲為公知技術，包括輸入電壓V_IN、輸出電壓V_OUT、電容C_VIN、C_VDD和C_OUT、采樣模塊、控制模塊、振蕩器模塊、驅(qū)動模塊、控制器、主功率變壓器T、輔助繞組Ns2、主功率管M1和M2、采樣電阻Rcs、二極管D₁、D₂、D_OUT器件組成。GT引腳是控制器的驅(qū)動輸出，用于控制功率管M2的開啟和關斷；VDD引腳是控制器的電源輸入引腳，用于控制器的供電。為了滿足寬范圍輸入，在V_IN電壓比較低的時候不能滿足控制器的供電需求，需要將V_IN升壓后給控制器的VDD引腳供電，圖1所示的升壓電路原理是通過采樣模塊、控制模塊、振蕩器以及驅(qū)動模塊結合電感L₁、功率管M₁和二極管D₁構成的升壓拓撲實現(xiàn)的。通過控制M1的開關，實現(xiàn)輸出VDD電壓的上升，當VDD電壓達到控制器的啟動點之后，通過采樣VDD的電壓控制振蕩器不工作，使功率管M1關斷，進而升壓拓撲停止給VDD引腳供電。VDD引腳的掉電時間可通過旁路電容C_VDD的大小來設計，當輸出電壓VOUT建立后，可通過輔助繞組Ns2給VDD引腳供電。圖1所示的控制器的其它引腳連接關系和功能與本發(fā)明無關，圖1并未示出。

可見，圖1所示的現(xiàn)有技術中，外圍模塊復雜、元器件多，PCB布板困難，體積大，采購成本和生產(chǎn)成本都很高，不利于高功率密度小體積模塊電源的設計。

如圖2所示，也是現(xiàn)有技術實現(xiàn)寬范圍輸入的一種應用電路簡化圖，與圖1相比，它把采樣模塊、控制模塊、振蕩器模塊和驅(qū)動模塊集成在控制器1里面，使升壓功能通過控制器1和外圍功率管M1、電感L1和二極管D1構成的升壓拓撲來實現(xiàn)，減少了外圍器件，使PCB布局相對簡單。但整個電源系統(tǒng)需要用到兩個控制器IC和兩個功率管，使PCB布板體積增加，而且采購成本和生產(chǎn)成本也較高。

可見，在圖1和圖2所示的現(xiàn)有技術中，為了滿足寬范圍輸入的要求，外圍元器件多，PCB布板困難，體積大，采購成本和生產(chǎn)成本都很高，不滿足高密度小體積低成本電源系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒如此，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種控制器IC，集成功率管M1且?guī)龎汗δ埽箤挿秶斎胍笾煌ㄟ^一個控制器，并且升壓拓撲外圍只用電感和二極管來實現(xiàn)，簡化外圍電路，減小PCB布板面積和體積，降低成本，滿足高密度小體積低成本電源系統(tǒng)的需求。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是：