专利名称：离线式、电流型pwm电源控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关电源控制电路，主要是指一种离线式、电流型PWM 电源控制电路。
背景技术：
随着电子技术的不断发展，电流型PWM电源控制器已经进入到科技的 各个领域，样式不断创新，运用范围愈趋广泛，发挥着其不可替代的作用。 以目前运用于AC/DC转换电路的离线式开关电源芯片来说，最具有代表性 有以下几种VlPer22 (ST意法半导体公司产品)，Top246yn (POWER公 司产品)。开关电源的基本原理如下保持电路的工作频率不发生变化，在负载改变时，反馈的电流信号(流 过功率开关管)、电压信号与内部的基准电压进行比较，产生PWM调制信 号，调整控制功率开关管信号的脉宽，使开关电源的输出电压恒定。其中VIPer22 (ST意法半导体公司产品)的实现原理附图1所示VlPer22在开关电源中存在以下几个缺点-1) 采用双芯片封装，芯片包括控制芯片和高压开关芯片。2) 控制芯片采用BiCMOS工艺技术，工艺复杂，国内难以生产。3) 高压开关芯片采用耐压700V的功率MOS管，成本较高。4) 电路短路保护时，工作时间和自启动时间比为10:1，造成短路功 耗很大。其中Top246yn (POWER公司产品)的实现原理附图2所示 Top246yn在开关电源中存在以下几个缺点1)采用耐压达到700V的Bicmos工艺，面积大，工艺复杂， 国内尚无法生产，而且成本较高。2)电路短路保护时，工作时间和自启动时间比较大，造成短路功耗也 比较大。发明内容本实用新型的目的是提供一种离线式、电流型PWM电源控制电路，通过 在电路中增加延时电路，克服了现有开关电源控制电路存在的不足。实现本实用新型的技术方案是这种电路包括电压检测电路U1、振荡电路U4、欠压保护电路U3、误差放大器U7、 P丽比较器U8、高压开关管M1、 M2、 PWM逻辑电路U5、驱动门U6，其主要结构是所述电路还包含延时电路 U2，该U2跨接在U1与开关S1之间。 该技术方案还包括所述电路的电源VDD经稳压管Dl、电阻Rl分两路， 一路经Ul接开关 Sl，其中U1经U2、 Sl、电阻R4接高压端口 VIN;另一路经U7、 U8、 U5、 U6、 Ml、 M2接VIN;其中U5分别接U4和经U3接VIN。所述延时电路包括芯片内建或外置振荡，通过多级触发器构成计时电路。所述延时电路包括芯片内建或外置振荡构成的计时电路。 所述延时电路包括电容、电阻组成的电容充放电电路。 本实用新型具有的有益效果通过设置延时电路，保证在简化的MOS工艺上实现可靠的短路保护，并降低功耗，具有结构合理、工艺简单、成本低、功耗低等特点。
图1是已公开的ST意法半导体公司生产的AC/DC转换电路的离线式开 关电源电路(VIPer22)的原理图。图2是已公开的POWER公司生产的AC/DC转换电路的离线式开关电 源电路(Top246yn)的原理图。图3是本实用新型的离线式、电流型PWM电源控制电路原理图。图4是图3的PWM调制波形图。图5是图3的延时电路原理图。图6是图5的触发器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明如图所示，本电路是在传统电路基础上增加了延时电路，其工作原理是在上电启动阶段，VDD处于零电位，VIN通过R4、 S1对VDD充电；当电 压检测电路U1检测到VDD达到启动电压后，振荡电路U4工作，延时电路 U2己工作，经过固定延时后，电路开始正常工作，同时关闭S1。 VDD由于 电流消耗，电压下降，当降到启动阀值电压的时候，芯片进入了PWM工作 模式。此时电路采样流过开关功率管的M1电流和光耦反馈的电压信号(送 往VDD)，然后送到误差放大器U7、 PWM比较器U8与基准电路Ul产生 的基准电压、振荡电路U4产生的锯齿波信号比较，形成PWM调制信号， 最后驱动高压开关功率管M2控制信号的脉冲占空比。PWM信号用来控制外部 变压器，在采用此新型结构的变压器的次级输出端，得到需要的稳定的直流 电压。PWM调制的波形图如附图4所示。电路中加入了上电延时短路保护电路，以保证实现短路打嗝保护的低功耗。PWM调制电路包括误差放大器U7、 PWM比较器U8。 采用的髙压开关管为外部NPN功率管。采用延时电路结构降低短路功耗是一种方法，延时的具体时间或具体形式可以有多种变化。延时电路的具体形式可以有如下几种a) 利用芯片内建(或外置)振荡，通过多级触发器构成计时电路，而用来进行准确计时的延迟电路。b) 利用芯片内建(或外置)振荡构成的计时电路，通过读取计时间进行 判断而获得准确计时的延迟电路。c) 通过电容、电阻，利用电容的充放电时间，而获得的延迟电路。延时电路可由如下方法获得芯片内置(外置)振荡器，内部针对振荡 频率进行计时，可用16位计时电路，当计数溢出时产生延时结束的信号。 如内部振荡器频率65536Hz，经过2的16次方的延时后，正好是1秒；在1 秒后，计数溢出，利用溢出信号得到固定延时。在具体实施时，可采用多种不同的电路方式，以下所述的是在考虑设计 的复杂度和成本最小化时的一种最佳方案。1 .电压检测电路(基准电路)Ul为带隙基准，提供启动电压、截止电压等的参考电压。2 .振荡电路U4为整个电路提供PWM调制的基准频率和三角波。3.电压检测电路U1由滞回比较器构成，通过与参考电压比较，确定芯片处启动或正常工作状态。 4 . Sl根据Ul工作状态判断开启或关闭。5. 反馈的电压、电流与基准的比值，通过误差放大器U7放大后，送入 PWM比较器U8。6. PWM逻辑U5根据振荡频率、误差放大器的输出，产生一定频率，占 空比随负载变化的调制信号。7 .本实用新型采用的高压开关管为NPN功率管,接受调制信号而产生大电流的开关动作．
权利要求1. 一种离线式、电流型PWM电源控制电路，包括电压检测电路(U1)、振荡电路(U4)、欠压保护电路(U3)、误差放大器(U7)、PWM比较器(U8)、高压开关管(M1、M2)、PWM逻辑电路(U5)、驱动门(U6)，其特征是所述电路还包含延时电路(U2)，该(U2)跨接在(U1)与开关(S1)之间。
2. 如权利要求1所述的离线式、电流型PWM电源控制电路，其特征 是所述电路的电源(VDD)经稳压管(D1)、电阻(R1)分两路， 一路经(U1) 接开关(Sl)，其中(Ul)经(U2)、 (Sl)、电阻(R4)接高压端口 (VIN); 另一路经(U7)、 (U8)、 (U5)、 (U6)、 (Ml)、 (M2)接(VIN);其中(U5) 分别接(U4)和经(U3)接(VIN)。
3. 如权利要求1或2所述的离线式、电流型PWM电源控制电路，其 特征是所述延时电路包括芯片内建或外置振荡，通过多级触发器构成的计时 电路。
4. 如权利要求1或2所述的离线式、电流型PWM电源控制电路，其 特征是所述延时电路包括芯片内建或外置振荡构成的计时电路。
5. 如权利要求1或2所述的离线式、电流型PWM电源控制电路，其 特征是所述延时电路包括电容、电阻组成的电容充放电延迟电路。
专利摘要一种离线式、电流型PWM电源控制电路，包括电压检测电路(U1)、振荡电路(U4)、欠压保护电路(U3)、误差放大器(U7)、PWM比较器(U8)、高压开关管(M1、M2)、PWM逻辑电路(U5)、驱动门(U6)，其中所述电路还包含延时电路(U2)，该U2跨接在U1与开关(S1)之间。
文档编号H02M7/12GK201134763SQ20062014441
公开日2008年10月15日 申请日期2006年12月31日 优先权日2006年12月31日
发明者李照华, 凯 杜, 王乐康, 符传汇, 贾相英 申请人:深圳市明微电子有限公司