[發明專利]控制電路及電源芯片

有效

• 申請號: 202110798650.5
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113258771B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張雪玲;池偉;劉彬
• 申請（專利權）人: 上海芯龍半導體技術股份有限公司南京分公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 劉暢

本發明提供了一種控制電路及電源芯片。其中，所述控制電路包括信號電容器，當不符合頻率調節條件時，所述信號電容器以固定電流周期性地充放電；當符合所述頻率調節條件時，所述信號電容器的充電電流隨著開關電源系統的輸出電流增大而增大，從而提高了所述信號電容器的充放電頻率；所述控制電路輸出的脈寬調制信號的周期與所述信號電容器的充放電周期相同。從而解決了現有技術中開關電源無法兼顧小負載電流時降低能耗，提高轉換效率的需求和大負載電流時降低元器件體積的需求的問題。

技術領域

本發明電子技術領域，特別涉及一種控制電路及電源芯片。

背景技術

在工作過程中，開關電源芯片的功率管不斷地打開和關斷，將輸入端能量源源不斷地傳送到輸出端，具有效率高，體積小，帶載能力大等優點，廣泛應用于通訊、消費電子、家用電器、智能家居等領域。開關電源芯片的開關頻率越高，每個周期內傳送的能量越低，周圍元器件體積就可以設置得越小，但功率管開關損耗相對越大。

也就是說，當電源芯片工作在小負載條件下時，功率管開關造成的損耗占總損耗的比例較高，導致電源芯片在小負載條件下轉換效率較低，此時希望功率管以較低的頻率開關進行工作，以減小功率管開關損耗，提高電源芯片轉換效率；同時，由于小負載條件下電源芯片輸出的總功率較低，因此元件的體積可以設置地較小。當電源芯片工作在大負載條件下時，功率管開關造成的損耗占總損耗的比例較低，此時電路運行需要考慮的主要問題就變成了在電源系統正常工作的條件下如何減小電源芯片外圍元器件的體積。

總之，現有技術中，開關電源無法兼顧小負載電流時降低能耗，提高轉換效率的需求和大負載電流時降低元器件體積的需求的問題。

發明內容

本發明提供了一種控制電路及電源芯片，以解決現有技術中開關電源無法兼顧小負載電流時降低能耗，提高轉換效率的需求和大負載電流時降低元器件體積的需求的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種控制電路，用于輸出脈寬調制信號驅使功率管導通或者關斷進而控制開關電源系統的導通或者關斷，所述控制電路包括電流檢測信號輸入端、信號電容器、第一恒流元件、第二恒流元件和恒流模塊；其中，

所述電流檢測信號輸入端用于接收電流檢測信號，所述電流檢測信號基于所述開關電源系統的輸出電流生成；

所述第一恒流元件用于提供第一恒流，所述第二恒流元件用于提供第二恒流；

所述恒流模塊用于提供可變的第三恒流，當所述電流檢測信號不符合頻率調節條件時，所述第三恒流的值為0；當所述電流檢測信號符合所述頻率調節條件時，所述第三恒流的值與所述開關電源系統的輸出電流存在比例關系；

所述信號電容器周期性地充放電，所述信號電容器的充電電流為所述第一恒流和所述第三恒流的和，所述信號電容器的放電電流為所述第二恒流和所述充電電流的差；

所述脈寬調制信號的周期與所述信號電容器的充放電周期相同。

可選的，所述信號電容器處于放電狀態時，僅當所述信號電容器的電壓小于第一預設電壓，所述信號電容器切換為充電狀態；所述信號電容器處于充電狀態時，僅當所述信號電容器的電壓大于第二預設電壓，所述信號電容器切換為放電狀態。

可選的，當所述信號電容器的電壓大于第一參考電壓時，所述脈寬調制信號為低電平，當所述信號電容器的電壓小于所述第一參考電壓時，所述脈寬調制信號為高電平。

可選的，所述第二恒流與所述充電電流的最大值的比值大于100；和/或，所述第三恒流不為0時，所述第三恒流與所述第一恒流的比值在0.1~3之間。

可選的，所述電流檢測信號不符合所述頻率調節條件時，所述信號電容器的充放電頻率大于安全噪音頻率。