开关电源控制单元和具有高压启动时间控制及线电压检测的电路的制作方法

文档序号:16492548发布日期:2019-01-04 23:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种开关电源控制单元(120),其特征在于,包括:高压启动模块(121)、VDD过压欠压保护模块(122)、以及PWM控制模块(123);

高压启动模块(121)的一个输入端用于接交流整流后的高压母线(102),高压启动模块(121)的另一个输入端接VDD过压欠压保护模块(122)的一个输出端;高压启动模块(121)的一个输出端接VDD过压欠压保护模块(122)的输入端,并用于外接VDD电容C113的正端;高压启动模块(121)的另一个输出端接PWM控制模块(123)的一个输入端,并用于向PWM控制模块(123)输出母线分压信号VBUS_DIV;

VDD过压欠压保护模块(122)的输入端用于接VDD电容C113的正端;VDD过压欠压保护模块(122)的一个输出端接高压启动模块(121)的另一个输入端,并用于向高压启动模块(121)输出使能信号POWERON;VDD过压欠压保护模块(122)的另一个输出端接PWM控制模块(123)的另一个输入端,作为PWM控制模块(123)的供电;

PWM控制模块(123)的输出端用于连接功率开关管Q122的开关控制端。

2.如权利要求1所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

启动过程为:当VDD电容C113上的电压VDD低于VDD过压欠压保护模块(122)开启门限时,VDD过压欠压保护模块(122)输出的使能信号POWERON为低电平,高压启动模块(121)工作并导通高压启动路径,高压母线(102)通过该高压启动路径向VDD电容C113进行充电,VDD电容C113电压逐渐抬高,当VDD电容C113电压高于VDD过压欠压保护模块(122)开启门限时,VDD过压欠压保护模块(122)输出的使能信号POWERON由低变高,高压启动模块(121)的高压启动路径关断并停止对VDD电容C113充电;高压启动模块(121)输出的母线分压信号VBUS_DIV由零上升,稳定后输出一个高压母线上电压的分压值给PWM控制模块(123);

当使能信号POWERON由低变高后,VDD过压欠压保护模块122会产生直流电源对PWM控制模块123进行供电,PWM控制模块(123)开始工作,在工作过程中实时检测母线分压信号VBUS_DIV,当母线分压信号VBUS_DIV超过线电压保护阈值范围时,PWM控制模块(123)停止工作并锁定保护状态,直到电压VDD掉电触发VDD过压欠压保护模块(122)的过压欠压保护,从新回到启动过程。

3.如权利要求1所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

高压启动模块(121)包括高压启动管Q210、上拉电阻R220、二极管D211、D213、限流检测电阻R212、限流控制模块(200)、高压启动控制管Q221、下拉电阻R222;其中Q210、Q221均为NMOS管;

上拉电阻R220的一端和高压启动管Q210的漏端相连接作为高压启动模块(121)的一个输入端,用于接交流整流后的高压母线(102);高压启动管Q210的栅端接上拉电阻R220的另一端和高压启动控制管Q221漏端,以及限流控制模块(200)的电流泄流端,并作为节点N231;高压启动管Q210的源端接二极管D211的正端和二极管D213的负端,二极管D213的正端接原边地端;

限流检测电阻R212的一端接二极管D211的负端;限流检测电阻R212的两端接限流控制模块(200)的两个输入端,其中限流检测电阻R212与二极管D211负端相连的节点接限流控制模块(200)的正输入端,限流检测电阻R212的另一端接限流控制模块(200)的负输入端,并作为高压启动模块(121)的一个输出端用于连接VDD电容C113的正端;

高压启动控制管Q221的栅端作为高压启动模块(121)的另一个输入端接所述VDD过压欠压保护模块(122)的一个输出端;高压启动控制管Q221的源端接下拉电阻R222的一端,并作为高压启动模块(121)的另一个输出端接所述PWM控制模块(123)的一个输入端;下拉电阻R222的另一端接原边地端。

4.如权利要求3所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

限流控制模块(200)包括:限流采样模块(242)、压控电流源(243);限流采样模块(242)的正、负输入端分别接限流检测电阻R212的一端和另一端,限流采样模块(242)的输出端接压控电流源(243)的正输入端,压控电流源(243)的负输入端接基准信号V241;压控电流源(243)的电流流入端接节点N231。

5.如权利要求3所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

限流控制模块(200)包括:PMOS管Q301、NMOS管Q302、Q303;PMOS管Q301的源端接二极管D211的负端和限流检测电阻R212的一端,PMOS管Q301的栅端接限流检测电阻R212的另一端;PMOS管Q301的漏端接NMOS管Q302的漏端、栅端以及NMOS管Q303的栅端;NMOS管Q302和Q303的源端均接原边地端;NMOS管Q303的漏端接节点N231。

6.如权利要求3所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

上拉电阻R220大于等于10兆欧姆。

7.如权利要求3所述的开关电源控制单元(120),其特征在于,

下拉电阻R220为10k欧姆至数十k欧姆。

8.一种具有高压启动时间控制及线电压检测的电路,其特征在于,包括如权利要求1~7中任一项所述的开关电源控制单元(120)、输入整流滤波电路(101)、变压器T106、二极管D111、VDD电容C113、功率管Q112、输出整流滤波电路(107);

输入整流滤波电路(101)的正输出端接高压母线(102),高压启动模块(121)的一个输入端以及变压器T106的原边绕组异名端;输入整流滤波电路的负输出端接原边地;变压器T106的原边绕组同名端接功率管Q112的电流流入端,功率管Q112的开关控制端接PWM控制模块(123)的输出端,电流输出端接原边地;

变压器T106的辅助绕组同名端接二极管D111的正端,二极管D111的负端接VDD电容C113的正端;变压器T106的辅助绕组异名端接原边地;高压启动模块(121)的一个输出端和VDD过压欠压保护模块(122)的输入端连接VDD电容C113的正端;

变压器T106的副边绕组接输出整流滤波电路(107),通过输出整流滤波电路(107)输出直流电压。

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