专利名称：三态反馈电源控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有空载、轻载及短路保护功能的开关电源管理芯片内的三态反馈电源控制电路。
背景技术：
笔记本电脑、手机、便携媒体播放器(包括音频/视频设备)、数码相机、充电器/适配器、电源、PDA等便携式设备成为开关电源管理芯片的主要应用领域。目前所有的开关电源控制芯片工作在启动状态和工作状态，对于轻载或空载的情况有些控制芯片通过降频技术使电源工作在轻载或空载时电源的开关工作频率降低来降低功耗，对短路状态下的保护通过减小控制芯片的供电来控制功耗，但所有开关电源的控制芯片没有三态控制技术，无法实现在空载和短路状态下对系统内部的耗能控制到很小，故无法实现在短路状态和空载状态下的超低能耗。其电路结构组成如图1所示，包括一由比较器A1构成的信号处理单元和控制开关K1，该比较器A1的反馈电压为系统启动电压和正常工作电压。
该电路的工作过程如下当输入电源VIN输入的操作电压小于启动电压，比较器A1输出端为低电平，控制开关K1不通，内部电源电路处于不导通，直到操作电压上升到工作电压时，比较器A1输出端为高电平，控制开关K1导通，内部电源电路进入工作状态，在系统进入工作状态后，在操作电压大于启动电压的情况下都处于工作状态，直到操作电压小于启动电压，系统才又进入启动状态。结论现有的管理芯片内部的电源工作状态只有工作状态及启动状态，没有待机工作状态，因此无法实现在空载和短路状态下对系统内部的耗能控制到很小，另外该电路不含启动电源，不管是工作状态还是启动状态，它都需要全部或部分电路工作，故系统本身耗能较大。
发明内容
本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种三态反馈电源控制电路，该电路可以实现在空载、轻载和短路状态下整个电源系统的功耗控制到很小。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种三态反馈电源控制电路，包括输入电源VIN、输入电容CIN、内部电源电路、含有比较器A1的信号处理单元及一控制开关K1，该比较器A1为滞回比较器，控制开关K1连接到内部电源电路，所述信号处理单元还包括一个与比较器A1并联的比较器A2、一个与门A3，所述比较器A2及比较器A1的正极输入端连接到输入电源VIN，所述比较器A2及比较器A1的输出端连接到所述与门A3的两输入端，所述与门A3的输出端连接控制开关K1的控制端，所述比较器A1的负端输入基准电压滞回的高点为正常工作电压，所述比较器A1的负端输入基准电压滞回的低点为系统的启动电压，所述比较器A2的负端输入基准电压介于系统的启动电压和正常工作电压之间。
上述的三态反馈电源控制电路，其中，所述比较器A2可为带有较小滞回的滞回比较器，其负端输入基准电压滞回的高点介于系统的启动电压和正常工作电压之间，其负端输入基准电压滞回的低点为系统待机状态工作电压。
上述的三态反馈电源控制电路，其中，所述比较器A1的负端输入滞回基准电压值设为3V～20v。
上述的三态反馈电源控制电路，其中，还包括一启动电源、一充电开关K2及一反向器A4，充电开关K2连接在输入电源VIN与启动电源之间，反向器A4的输入端与输出端分别连接在比较器A1的输出端和充电开关K2的控制端，用于控制在系统处于启动状态下时对输入电容CIN进行充电，在系统处于正常工作状态和待机工作状态下关闭对输入电容CIN的充电。
上述的三态反馈电源控制电路，其中，所述控制开关K1和充电开关K2可以是三极管、场效应晶体管、MOSFET、电子开关等有源的受控器件。
上述的三态反馈电源控制电路，其中，所述比较器A2及比较器A1的正极输入端可以连接一路独立的反馈电源。
采用了本实用新型的技术方案后，即三态反馈电源控制电路能把电源管理芯片内的电源的工作状态分为启动状态、正常工作状态和待机工作状态三个状态，控制系统在空载和短路状态下，系统进入待机状态，从而使芯片本身的功耗和整个系统所需的功耗几乎降低为0，并且实现轻载条件下的高效率。
图1为现有开关电源管理芯片内的电源电路示意图；图2为本实用新型的三态反馈电源控制电路示意图；图3为本实用新型的三态反馈电源控制电路的一实施例示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本实用新型的三态反馈电源控制电路，包括输入电源、输入电容CIN、信号处理单元1、控制开关K1、启动电源、充电开关K2、反向器A4及内部电源电路2，信号处理单元1含有比较器A1、比较器A2及一与门A3，比较器A1和比较器A2为并联连接，比较器A2及比较器A1的正极输入端连接到输入电源VIN，比较器A2及比较器A1的输出端连接到所述与门A3的两输入，与门A3的输出端连接控制开关K1控制端，控制开关K1连接到内部电源电路2，充电开关K2连接在输入电源VIN与启动电源之间，反向器A4的输入端与输出端分别连接在比较器A1的输出端和充电开关K2的控制端。
比较器A1的负端输入滞回基准电压值设为3V～20V，若设比较器A1的负端输入基准电压滞回的高点为系统正常工作电压12V，设比较器A1的负端输入基准电压滞回的低点为系统的启动电压6V。比较器A2可以是一般比较器，也可以为带有较小滞回的滞回比较器，现以比较器A2带有较小滞回的滞回比较器为例，其负端输入基准电压滞回的高点介于系统的启动电压和正常工作电压之间，设其为9.2V，比较器A2的负端输入基准电压滞回的低点为系统的待机状态工作电压，设其为9V。
在一个实施例中，请参阅图3，本实用新型的三态反馈电源控制电路还所述比较器A2及比较器A1的正极输入端可以连接一路独立的反馈电源，该反馈电源可以是输入电源经过电阻分压后的电源，也可以是内部电源电路2输出的反馈电源。
当输入电源VIN提供系统的操作电压小于启动电压6V及从6V向上升到正常工作电压12V的过程中，比较器A1输出低电平，在操作电压在6V到9.2V之间，比较器A2输出低电平，与门A3输出端也为低电平，控制开关K1不导通，内部电源电路2不工作而处于启动状态，此时充电开关K2由于反向器A4输出高电平而闭合导通，启动电源可通过充电开关K2向输入电容CIN充电；当操作电压达到9.2V以上后，比较器A2输出高电平，与门A3输出端仍为低电平，控制开关K1不导通，内部电源电路2不工作而处于启动状态，直到操作电压达到正常工作电压12V以后，比较器A1输出端为高电平，通过反向器A4的输出为低电平，此时充电开关K2断开不导通，启动电源停止对输入电容CIN充电，比较器A2输出还是为高电平，则与门A3输出端为高电平，控制开关K1导通，内部电源电路2开始进入正常工作状态，进入正常工作状态以后，系统工作电源由操作电压提供，系统操作电压在12V与9V之间都处于正常工作状态；当系统的工作状态由某种原因如进入空载/轻载和短路状态时，系统操作电压将会减小，当系统操作电压减小到9V以下，比较器A2翻转而输出低电平，控制开关K1不导通，内部电源电路2不工作，也不对输入电容CIN进行充电，这样输入电源上的电压会下降很慢，芯片工作所需电流减小到μA级，可以保持系统在很长的时间内几乎无功耗。电路工作进入保持工作状态，这个状态可以一直保持到系统操作电压从9V降到6V之间，当系统操作电压小于6V，系统从新进入启动状态。
由上述工作原理可以得出结论，本实用新型的三态反馈电源控制电路可以实现在空载和短路状态下对系统内部的耗能控制到很小，从而使芯片本身的功耗和整个系统所需的功耗几乎降低为0，并且实现轻载条件下的高效率。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
权利要求1.一种三态反馈电源控制电路，包括输入电源(VIN)、输入电容(CIN)、内部电源电路、含有比较器(A1)的信号处理单元及一控制开关(K1)，该比较器(A1)为滞回比较器，控制开关(K1)连接到内部电源电路，其特征在于，所述信号处理单元还包括一个与比较器(A1)并联的比较器(A2)、一个与门(A3)，所述比较器(A2)及比较器(A1)的正极输入端连接到输入电源(VIN)，所述比较器(A2)及比较器(A1)的输出端连接到所述与门(A3)的两输入端，所述与门(A3)的输出端连接控制开关(K1)的控制端，所述比较器(A1)的负端输入基准电压滞回的高点为正常工作电压，所述比较器(A1)的负端输入基准电压滞回的低点为系统的启动电压，所述比较器(A2)的负端输入基准电压介于系统的启动电压和正常工作电压之间。
2.根据权利要求1所述的三态反馈电源控制电路，其特征在于，所述比较器(A2)可为带有较小滞回的滞回比较器，其负端输入基准电压滞回的高点介于系统的启动电压和正常工作电压之间，其负端输入基准电压滞回的低点为系统待机工作电压。
3.根据权利要求1所述的三态反馈电源控制电路，其特征在于，所述比较器(A1)的负端输入滞回基准电压值设为3V～20v。
4.根据权利要求1所述的三态反馈电源控制电路，其特征在于，还包括一启动电源、一充电开关(K2)及一反向器(A4)，所述充电开关(K2)连接在输入电源(VIN)与启动电源之间，所述反向器(A4)的输入端与输出端分别连接在比较器(A1)的输出端和充电开关(K2)的控制端，用于控制在系统处于启动状态下时对输入电容(CIN)进行充电，在系统处于正常工作状态和待机工作状态下关闭对输入电容(CIN)的充电。
5.根据权利要求4所述的三态反馈电源控制电路，其特征在于，所述控制开关(K1)和充电开关(K2)可以是三极管、场效应晶体管、MOSFET、电子开关等有源的受控器件。
6.根据权利要求1所述的三态反馈电源控制电路，其特征在于，所述比较器(A2)及比较器(A1)的正极输入端可以连接一路独立的反馈电源。
专利摘要本实用新型公开了一种开关电源管理芯片内的三态反馈电源控制电路，包括充电电容、内部电源电路、含有比较器A1的信号处理单元及一控制开关K1，控制开关K1连接到内部电源电路，信号处理单元还包括一个与比较器A1并联的比较器A2、一个与门A3，比较器A2及比较器A1的正极输入端连接到输入电源VIN，比较器A2及比较器A1的输出端连接到所述与门A3的两输入端，与门A3的输出端连接控制开关K1的控制端，比较器A1的负端输入基准电压滞回的高点和低点为系统正常工作电压和启动电压，比较器A2的负端输入基准电压介于系统的启动电压和正常工作电压之间。它可以实现在空载和短路状态下整个电源系统的损耗几乎为0和实现轻载条件下的高效率。
文档编号H02H7/12GK2904457SQ20062004242
公开日2007年5月23日 申请日期2006年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者林新春 申请人:上海坤祥电子科技有限公司