一种复合多功能新型ocp控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种复合多功能新型0CP控制电路。
【背景技术】
[0002] 随着开关电源需求量的日益增加，电源主控芯片对于降低成本、增加功能以及优 化性能等各方面的要求也更加严格。针对某一些特定应用，比如手机充电器等，在全范围交 流输入（90V/60HZ~264V/50HZ)条件下，既要保证输出最大功率具有较高的一致性，还要 求输出过功率保护点与恢复点所对应的功率差异尽可能小，同时对输出过功率保护的响应 速度提出了更高的要求。
[0003] 假设系统工作在非连续模式（DCM)。在理想状态下，输出功率公式：
Lp为变压器初级电感量，IP为变压器初级电感峰值电 流，Pout为系统输出功率，匕为控制芯片工作频率。
[0005] 在现有的原边反馈控制变换器中，一种常用的恒流控制方式是控制 为 固定的比例关系，在这种恒流工作模式下输出电流公式：
TDEMA(；为芯片关断退磁时间。
[0007] 在启动和输出过功率保护过程中，现有技术在软启动完成以后，采样端检测到的 变压器初级线圈最大峰值电流IP都是固定不变的，只有通过改变频率值的大小来完成芯片 的启动过程或者输出过功率保护过程。这就导致现有技术存在以下两个显著的问题：第一， 输出过功率保护点与恢复点所对应的功率差异较大，用户需要将输出过功率保护点设置得 比额定输出功率大很多，才能确保在额定满载输出状态下完成正常启动。第二，输出过功率 保护响应速度不够快，可能会因为输出电压降低和工作频率降低达到平衡，导致输出过功 率不能正常保护。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种复合多功能新型 0CP控制电路，旨在提尚开关电源正常启动的带负载能力以及加速输出过功率保护。
[0009] 为了实现上述发明目的，本发明提供一种复合多功能新型0CP控制电路，用于实 现对开关电源的输出过功率保护，其包括0CP直流电压输入、采样端电压输入、0CP补偿电 路、逻辑控制电路、模拟加法器和比较器，所述0CP直流电压输入和所述0CP补偿电路分别 与所述模拟加法器连接，所述模拟加法器的输出端与所述比较器的一个输入端连接，所述 采样端电压输入与所述比较器的另一个输入端连接，所述比较器的输出端与所述逻辑控制 电路连接，所述逻辑控制电路与开关电源的功率开关的控制端连接，并输出PWM信号控制 所述功率开关的导通和关断，以实现对开关电源的输出过功率保护；此外，本发明的复合多 功能新型OCP控制电路还包括电流栗电路，所述电流栗电路的输入端与所述逻辑控制电路 的输出端连接，所述电流栗电路的输出端与所述模拟加法器的输出端连接在所述比较器的 同一输入端上，所述电流栗电路根据所述逻辑控制电路输出的所述PWM信号，输出周期性 振荡变化的电流，并且所述模拟加法器的输出电压跟随所述电流栗电路的输出电流，呈周 期性振荡变化；
[0010] 所述比较器比较所述模拟加法器的输出电压与所述采样端电压输入，输出相应的 逻辑电平至所述逻辑控制电路，使所述逻辑控制电路输出相应的PWM信号，控制所述开关 电源的功率开关，其中，所述采样端电压输入为所述开关电源的变压器初级绕组中的电流 在所述采样端的采样电阻上所产生电压。
[0011] 根据一种具体的实施方式，所述电流栗电路包括电流栗控制电路、充电电流栗和 放电电流栗；所述电流栗控制电路根据所述逻辑控制电路输出的所述PWM信号，控制所述 充电电流栗与所述放电电流栗工作，输出周期为4nT的周期性振荡变化的电流，其中T为所 述PWM信号的周期，η为正整数；
[0012] 所述电流栗电路输出电流的每个周期中，在第一个ηΤ时间段内，所述充电电流栗 工作，所述放电电流栗不工作，每经过一个PWM信号的上升沿和/或下降沿，输出电流增加 一个电流I，直到输出电流从0增至nl ;在第二个ηΤ时间段内，所述充电电流栗和所述放电 电流栗均工作，每经过一个PWM信号的上升沿和/或下降沿，输出电流减小一个电流I，直到 输出电流从nl减至0;在第三个ηΤ时间段内，所述充电电流栗不工作，所述放电电流栗工 作，每经过一个PWM信号的上升沿和/或下降沿，输出电流增加一个电流-1，直到输出电流 从0增至-nl ;在第四个ηΤ时间段内，所述充电电流栗和所述放电电流栗均工作，每经过一 个PWM信号的上升沿和/或下降沿，输出电流减少一个电流-1，直到输出电流从-nl减至 0〇
[0013] 根据一种具体的实施方式，在所述开关电源开始工作的启动过程中，所述逻辑控 制电路输出的所述PWM信号的周期T逐渐减小，所述电流栗电路的实际输出电流为Λ I，所 述模拟加法器的输出电压的平均值增加，使所述采样端的所述采样电阻上电压的平均值增 大，从而增强所述开关电源的带负载启动能力。
[0014] 根据一种具体的实施方式，在开关电源开始工作的启动过程中，由于所述电流栗 电路的输出电流呈周期性振荡变化，所述模拟加法器的输出电压跟随所述电流栗电路的输 出电流，呈周期性振荡增加，使所述采样端的采样电阻上的电压呈周期性振荡增加，从而缓 解所述开关电源在启动过程中变压器的能量积累问题，优化变压器磁芯饱和。
[0015] 根据一种具体的实施方式，所述开关电源过功率保护过程中，所述逻辑控制电路 输出的所述PWM信号的周期Τ逐渐增加，所述电流栗电路的实际输出电流为-Λ I，所述模 拟加法器的输出电压的平均值减小，使所述采样端的所述采样电阻上电压的平均值减小， 从而加快所述开关电源的过功率保护。
[0016] 根据一种具体的实施方式，所述开关电源稳定输出过程中，所述逻辑控制电路输 出的所述PWM信号的周期Τ不变，所述电流栗电路的实际输出电流为0,所述模拟加法器的 输出电压的平均值不变，使所述采样端的所述采样电阻上电压的平均值稳定，从而保证输 出恒定电流精度。
[0017] 根据一种具体的实施方式，η为4，所述充电电流栗包括直流电流大小分别为I、 2I、4I和81的第一充电电流栗、第二充电电流栗、第三充电电流栗和第四充电电流栗；
[0018] 所述放电电流栗包括直流电流大小分别为1、21、41和81的第一放电电流栗、第二 放电电流栗、第三放电电流栗和第四放电电流栗；
[0019] 所述电流栗输出控制电路包括数字分频器、同或逻辑门、6个NM0S管N1~N6和6 个PM0S管P1~P6 ;
[0020] 其中，所述数字分频器根据所述PWM信号，生成
并且PM0S管P1~P5的控制端分别接入pwm、2pwm、 4pwm、8pwm和16pwm，NM0S管N1~N5的控制端分别接入
和 16pwm，所述同或逻辑门两个输入端分别接入8pwm和1鄭_wrn..，NM0S管N6和PM0S管P6的控 制端均连接在所述同或逻辑门的输出端；
[0021 ] 所述第一充电电流栗、所述第二充电电流栗、所述第三充电电流栗和所述第四充 电电流栗的一端共同连接稳压电源，另一端分别与PM0S管P1~P4的漏极一一对应连接， PM0S管P1~P3的源极共同连接PM0S管P6的漏极，PM0S管P4的源极连接PM0S管P5的 漏极；
[0022] 所述第一放电电流栗、所述第二放电电流栗、所述第三放电电流栗和所述第四放 电电流栗的一端共同接地，另一端分别与NM0S管N1~N4的源极--对应连接，NM0S管 N1~N3的漏极共同连接NM0S管N6的源极，NM0S管N4的漏极连接NM0S管N5的源极；
[0023] 并且，PM0S管P5和P6的源极与所述电流栗电路的输出端连接，NM0S管N5和N6 的漏极与所述电流栗电路的输出端连接。
[0024] 根据一种具体的实施方式，当PM0S管P6导通时，若PM0S管P1导通，所述第一充 电电流栗与所述电流栗电路的输出端形成电流通路，若PM0S管P2导通，所述第二充电电流 栗与所述电流栗电路的输出端形成电流通路，若PM0S管P3导通，所述第三充电电流栗与所 述电流栗电路的输出端形成电流通路；
[0025] 当PM0S管P5导通时，若PM0S管P4导通，所述第四充电电流栗与所述电流栗电路 的输出端形成电流通路；
[0026] 当NM0S管N6导通时，若NM0S管N1导通，所述第一放电电流栗与所述电流栗电路 的输出端形成电流通路，若NM0S管N2导通，所述第二放电电流栗与所述电流栗电路的输出 端形成电流通路，若NM0S管N3导通，所述第三放电电流栗与所述电流栗电路的输出端形成