控制芯片及控制方法、恒压恒流装置以及隔离反激PWM系统与流程

文档序号:17723915发布日期:2019-05-22 02:22阅读:137来源:国知局
控制芯片及控制方法、恒压恒流装置以及隔离反激PWM系统与流程

本发明属于电源变换器技术领域,涉及一种升级系统,尤其涉及一种控制芯片及控制方法、恒压恒流装置以及隔离反激pwm系统。



背景技术:

电源变换器是电子系统中必不可少的组件。众所周知,电源变换器包括线性变换器和开关电源变换器两种主要类型,在转换方式上又可以分为隔离式和非隔离式两种类型。在开关电源场合,广泛适用的是隔离式变换器,因为隔离式开关电源变换器可以保护负载免受输入母线的高压冲击和损坏,在电信无线网络、汽车和医疗设备中具备广泛的应用。在隔离式变换器各种拓扑中,由于反激变换器(flybackconverter)拓扑无需输出滤波电感,电路结构简单、输出隔离、成本低,在终端设备的应用中占有很高的比例,图1显示了应用在手机充电器和小功率适配器场合的隔离式反激变换器应用图,该架构采用原边反馈psr(primarysideregulation)控制,省去了次级的光耦和tl431,使得系统成本大大下降,是目前小功率充电器和适配器的主流控制架构;图2为该系统电流电压输出曲线。

图1中,交流ac输入经过全桥整流和c1的滤波后给原边反馈功率转换器提供输入能量。原边反馈功率转换器由主功率管t1及初级电流检测电阻rs、变压器(分为初级绕组,次级绕组和辅助绕组组成)、次级整流滤波网络(由d2和c2组成)、以及控制芯片u1组成。控制芯片u1启动时由rst给cvdd充电,工作时由辅助绕组通过d1提供能量。控制芯片u1通过r1/r2和辅助绕组检测输出电压和变压器消磁,从而实现原边反馈恒压恒流控制。

目前市场上已经推出了很多采用原边反馈psr(primarysideregulation)技术的ic,广泛的应用于手机充电器和小功率适配器中,这些ic基于系统工作在不连续模式(dcm,discontinuousconductionmode),采用了不同的恒流恒压(cc/cv)控制,目前已经有很多中外专利和发表的文献描述了不同的实现方式,比如专利cn200810093354.x,cn200610057268.4,等等,在此就不再一一列举。为了进一步降低系统成本,这类原边反馈控制的芯片内置了功率管(包括功率mos管或者三极管),比如图3显示了一个内置功率管的原边反馈psr芯片的典型应用图。

传统的原边反馈控制器及其系统的变压器由于需要三个绕组,所以导致系统成本偏高,近年来有些公司去除了传统原边反馈系统中的辅助绕组,采用浮驱架构,如图4所示。

采用浮驱架构是可以实现无辅助绕组原边反馈控制的,如图4所示,芯片内置功率管和psr控制器。在浮驱架构下,b点为芯片地电位,c点为系统地电位,a点为整流桥后的bulk电压。工作时的电压和电流波形如5图所示。在芯片内部功率管关断后,r1和r2两端电压差即为输出电压的镜像,所以通过检测r1/r2分压,可以实现输出恒压恒流控制。由于没有辅助绕组供电,所以芯片全靠启动电阻rst供电,其缺点是待机功耗太大,尤其是在高压段(ac265v附近)。

有鉴于此,如今迫切需要一种既能实现无辅助绕组原边反馈恒压恒流控制,又能实现低待机功耗的方法。



技术实现要素:

本发明提供一种控制芯片及控制方法、恒压恒流装置以及隔离反激pwm系统,不但可以实现无辅助绕组控制,而且可以实现低待机功耗。

根据本发明的一个方面,本发明提供一种控制芯片,所述控制芯片包括:

供电器件,连接一第一开关管,用以为所述第一开关管供电;

充电控制模块,连接所述供电器件,控制所述供电器件给所述控制芯片的电源端供电;

恒压恒流控制模块,连接所述第一开关管,用以对所述第一开关管进行控制,实现恒压恒流。

作为本发明的一种实施方式,所述控制芯片还包括启动控制模块,所述启动控制模块分别连接第一开关管、供电器件,用以通过外部电源启动所述控制芯片。

作为本发明的一种实施方式,所述控制芯片设有漏端或者集电极c端、电流采样端、反馈端、电源端以及接地端,所述控制芯片用于实现无辅助绕组原边反馈的恒流恒压控制;

所述第一开关管为三端器件,其第一端连接并通过所述电流采样端与外部的原边绕组连接、第二端连接并通过所述漏端与外部电源连接、第三端为控制端;

所述恒压恒流控制模块与所述第一开关管的第三端连接,用于通过对第一开关管的控制实现恒流恒压;

所述供电器件为三端器件,其第一端连接并通过所述漏端与外部电源连接、第二端连接并通过所述电源端与外部的充电电容连接、第三端为控制端;

所述充电控制模块与所述供电器件的第三端连接,用于通过对供电器件的控制实现对外部充电电容的充电控制。

作为本发明的一种实施方式,所述供电器件在所述控制芯片启动时作为启动电路,在所述控制芯片工作时作为供电电路。

作为本发明的一种实施方式,所述控制芯片依靠外部启动电阻启动。

作为本发明的一种实施方式,所述充电控制模块包括第一比较器、第二比较器、第一分压单元、第二分压单元、第一与门、第二与门、第一驱动器、第二驱动器和非门;

所述第一分压单元的第一端接入电源端,第二端连接所述第二分压单元的第一端;所述第二分压单元的第二端接地;

所述第一比较器的反相输入端连接所述第一分压单元的第二端同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门的第二输入端;

所述第二与门的第一输入端与所述恒压恒流控制模块连接,第三输入端与所述非门的输出端连接,所述第二与门的输出端与所述第二驱动器的输入端连接;所述第二驱动器的输出端与所述充电器件的第三端连接;

所述第一与门的第一输入端连接所述恒压恒流控制模块,第二输入端连接所述第二比较器输出端接入所述非门的输入端,输出端与所述第一驱动器连接;

所述第一驱动器与所述第一开关管的第三端连接;所述第二比较器的反相端接入第三参考电压,同相输入端与所述电流采样端连接。

作为本发明的一种实施方式,所述充电控制模块包括第一计时器、第一比较器、第一分压单元、第二分压单元、第一与门、第二与门、第一驱动器、第二驱动器和非门;

所述第一分压单元的第一端接入电源端,第二端连接所述第二分压单元的第一端;所述第二分压单元的第二端接地;

所述第一比较器的反相输入端连接所述第一分压单元的第二端,同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门的第二输入端;

所述恒压恒流控制模块连接所述第一与门的第二输入端、接入所述第一计时器输入端,所述第一计时器的输出端连接所述非门的输入端、接入所述第二与门的第一输出端;

所述第二与门的输出端连接所述第二驱动器输入端;所述第二驱动器输出端连接所述供电器件第三端;

所述第一与门的第一输入端连接所述非门的输出端,所述第一与门的输出端连接所述第一驱动器的输入端,所述第一驱动的输出端连接所述第一开关管的第三端。

作为本发明的一种实施方式,所述充电控制模块包括第二计时器、第一比较器、第一分压单元、第二分压单元、第一与门、第二与门、第一驱动器、第二驱动器、第一消磁检测器、非门和或门;

所述第一分压单元的第一端接入电源端,第二端连接所述第二分压单元的第一端;所述第二分压单元的第二端接地;

所述第一比较器的反相输入端连接所述第一分压单元的第二端、同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门的第二输入端;

所述第二与门的第一输入端与所述恒压恒流控制模块连接,第三输入端与所述非门的输出端连接,所述第二与门的输出端与或门的第二输入端连接;

所述或门的第一输入端与所述第二计时器输出端连接,所述第二计时器输入端连接所述第一消磁检测器输出,所述第一消磁检测器输入连接反馈端,所述或门的输出端连接所述第二驱动器;

所述第二驱动器的输出端与所述供电器件第三端连接;所述第一与门的第一输入端连接所述恒压恒流控制模块,第二输入端连接所述第二比较器输出端接入非门的输入端,输出端与所述第一驱动器连接;

所述第一驱动器与所述第一开关管第三端连接;所述第二比较器的反相端接入第三参考电压,同相输入端与所述电流采样端连接。

作为本发明的一种实施方式,所述充电控制模块包括第一计时器、第二计时器、第一比较器、第一分压单元、第二分压单元、第一与门、第二与门、第一驱动器、第二驱动器、第一消磁检测器、非门和或门;

所述第一分压单元的第一端接入电源端,第二端连接所述第二分压单元的第一端;所述第二分压单元的第二端接地;

所述第一比较器的反相输入端连接所述第一分压单元的第二端、同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门的第二输入端;

所述恒压恒流控制模块连接所述第一与门的第二输入端、接入所述第一计时器输入端,所述第一计时器的输出端连接所述非门的输入端、接入所述第二与门的第一输出端;

所述第二与门的输出端连接所述或门第二输入端;所述或门的第一输入端连接所述第二计时器的输出端,所述或门的输出端连接所述第二驱动器的输入端;

所述第二计时器连接所述第一消磁检测器输出,所述第一消磁检测器输入连接所述反馈端;所述第二驱动器输出端连接所述供电器件第三端;

所述第一与门的第一输入端连接所述非门的输出端,所述第一与门的输出端连接所述第一驱动器的输入端,所述第一驱动的输出端连接所述第一开关管的第三端。

作为本发明的一种实施方式,所述控制芯片通过第一开关管的漏端或者c端供电。

作为本发明的一种实施方式,所述供电器件为mos管或三极管。

作为本发明的一种实施方式,在第一开关管开通前先通过供电器件给所述控制芯片电源端vdd充电,然后再开通第一开关管,供电器件供电时bulk电压与控制芯片地电位的电压差为所述控制芯片电源端vdd电压。

根据本发明的另一个方面,本发明提供一种控制电路,所述控制电路包括:

第一开关管;

供电器件,连接第一开关管,用以为所述第一开关管供电;

充电控制模块,连接所述供电器件,控制所述供电器件给控制电路供电;

恒压恒流控制模块,连接所述第一开关管,用以对所述第一开关管进行控制,实现恒压恒流。

根据本发明的又一个方面,本发明提供一种无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置,所述恒压恒流装置包括上述的控制芯片。

作为本发明的一种实施方式,所述恒压恒流装置还包括:

变压器,包括初级绕组和次级绕组;

整流滤波电路,所述整流滤波电路一端与所述变压器的一端连接;

吸收电路,所述吸收电路与所述变压器另一端连接,用于抑制电压浪涌;

电流检测电阻,设置于所述吸收电路与所述控制芯片之间的电流检测电阻,所述电流检测电阻的一端与所述吸收电路连接,另一端与所述控制芯片的电流采样端连接,所述电流检测电阻用于对所述控制芯片的电流采样端电流大小进行采样。

作为本发明的一种实施方式,所述控制器还包括用于消磁检测与过压检测的第一电阻和第二电阻,所述第一电阻与第二电阻串联,所述反馈端连接在第一电阻和第二电阻之间。

根据本发明的又一个方面,本发明提供一种带光耦反馈的隔离反激pwm系统,所述隔离反激pwm系统包括上述的控制芯片。

作为本发明的一种实施方式,pwmon信号为恒压恒流控制模块根据芯片光耦反馈端fb与电流检测cs信号通过pwm方式产生。

作为本发明的一种实施方式,所述恒压恒流控制模块输出信号pwmon信号为芯片光耦反馈端fb与电流检测cs信号,通过pwm方式产生。

根据本发明的又一个方面,本发明提供一种控制芯片的控制方法,所述控制方法包括:通过控制所述控制芯片中的供电器件给控制芯片的电源端供电。

作为本发明的一种实施方式,在第一开关管开通前先通过供电器件给所述控制芯片电源端vdd充电,然后再开通第一开关管,供电器件供电时bulk电压与控制芯片地电位的电压差为所述控制芯片电源端vdd电压。

作为本发明的一种实施方式,所述供电器件在pwmon内打开供电器件,开通至电感电流达到给定值;

当控制芯片电源端vdd充电至给定的阈值后,供电器件关闭;

当控制芯片电源端vdd小于给定的阈值时,供电器件允许打开;当某个周期开始后,控制芯片先通过供电器件给电源端vdd充电,同时变压器初级电感电流上升;

当电感电流达到给定值后,供电器件关闭,第一开关管开通,继续给变压器初级电感储能,直至恒压恒流控制模块输出的gate控制信号pwmon结束;

当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件不再参与供电,第一开关管开通时间将为全部的pwmon时间。

作为本发明的一种实施方式,所述供电控制模块在pwmon内打开供电器件,开通时间为固定时间;

当控制芯片的电源端vdd充电至给定的阈值后,供电器件关闭;当控制芯片的电源端vdd电压小于给定的阈值时,供电器件允许打开;某个周期开始后,pwmon信号触发一个计时器,计时器时间小于pwmon的时间;

在计时时间内,供电器件开通给控制芯片的电源端vdd供电并给变压器初级电感储能,计时结束后,第一开关管开通继续给变压器初级电感储能充电,直至恒压恒流控制模块给出的pwmon结束;给当控制芯片的电源端vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件不再参与供电。

作为本发明的一种实施方式,所述供电控制模块在pwmon内打开供电器件,开通时间为固定时间;在变压器消磁结束后的pwmoff阶段也供电设定一段时间。

作为本发明的一种实施方式,在变压器消磁结束后的pwmoff阶段也供电设定一段时间;所述供电控制模块在每个周期内给芯片供电有两个时间,一个是在pwmon时间内的一段时间,另一个是第一开关管关断后变压器消磁结束后触发的固定延时时间;

当控制芯片的电源端vdd电压低于设定值且某个周期开始后,每个周期内供电器件供电有两个时间,一个是在pwmon内的开通时间内,另一个是在pwmoff内变压器消磁结束后触发的固定延时时间;

pwmon后控制芯片先通过供电器件给控制芯片的电源端vdd充电,同时变压器初级电感电流上升,当电感电流达到给定值后,供电器件关闭,第一开关管开通,继续给变压器初级电感储能,直至恒压恒流控制模块输出的pwmon结束;

在pwmoff阶段,第一开关管关断,变压器消磁,当fb检测到消磁结束后,触发一个计时器,在计时器产生的固定时间内芯片通过供电器件给控制芯片的电源端vdd供电;当控制芯片的电源端vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件不再参与供电。

作为本发明的一种实施方式,所述供电控制模块在每个周期内给控制芯片供电有两个时间,一个是pwm变成高电平后的第一延时固定时间,另一个是第一开关管关断后变压器消磁结束后触发的第二延时固定时间;

当控制芯片的电源端vdd充电至给定的阈值后,供电器件关闭;当控制芯片的电源端vdd小于给定的阈值时,供电器件允许打开,打开时间为每个周期的pwm变成高电平后的第一延时固定时间和变压器消磁结束后的第二固定延时时间;当控制芯片的电源端vdd高于第一参考电压vref1时,供电结束。

作为本发明的一种实施方式,当vdd电压低于设定值时,如果vdd分压值小于第二参考电压vref2,当某个周期开始后,恒压恒流控制模块输出信号pwmon为1,控制芯片先通过供电器件给vdd充电,同时变压器初级电感电流上升;

当电感电流达到给定值后,供电器件关闭,第一开关管开通,继续给变压器初级电感储能,直至恒压恒流控制模块输出的pwmon结束;当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件不再参与供电,第一开关管开通时间将为全部的pwmon时间;其中,第一参考电压vref1>第二参考电压vref2。

作为本发明的一种实施方式,当恒压恒流控制模块输出gate控制信号pwmon为1时,如果vdd电压低于设定值,某个周期开始后,pwmon信号触发一个计时器,计时器时间小于pwmon的时间;

在计时时间内,供电器件开通给vdd供电并给变压器初级电感储能,计时结束后,t1开通继续给变压器初级电感储能充电,直至psr控制器给出的pwmon结束;给当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件不再参与供电。

作为本发明的一种实施方式,在变压器消磁结束后pwmoff阶段也供电一段时间。

本发明的有益效果在于:本发明提出的控制芯片及控制方法、控制电路、恒压恒流装置以及隔离反激pwm系统,控制芯片中设置有第一开关管与原边反馈控制模块(恒流恒压控制模块),在恒压恒流装置中的变压器可以无需设置辅助绕组。通过控制芯片中设置充电控制模块,在第一开关管开通前先通过供电器件给漏端充电,然后再开通第一开关管,使漏端充电时的功率损耗减小,从而实现低功耗。本发明不但可以实现无辅助绕组控制,而且可以实现低待机功耗。

附图说明

图1为传统方案一的原边反馈恒压恒流装置电路图;

图2为图1所示系统电流电压输出曲线示意图;

图3为传统方案二的原边反馈恒压恒流装置电路图;

图4为传统方案三的原边反馈恒压恒流装置电路图;

图5为传统方案三的电压电流波形图;

图6为本发明一实施例的无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置电路图一;

图7为本发明一实施例的无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置电路图二;

图8为本发明一实施例的无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置电路图三;

图9为本发明一实施例的无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置电流电压波形图;

图10为本发明一实施例的控制芯片原理图一;

图11为本发明图10实施例的电流电压波形图;

图12为本发明一实施例的控制芯片原理图二;

图13为本发明图12实施例的电流电压波形图;

图14为本发明一实施例的控制芯片原理图三;

图15为本发明图14实施例的电流电压波形图;

图16为本发明一实施例的控制芯片原理图四;

图17为本发明图16实施例的电流电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例,本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明提供一种控制芯片,所述控制芯片包括:供电器件、充电控制模块、恒压恒流控制模块。供电器件连接一第一开关管,用以为所述第一开关管供电;充电控制模块连接所述供电器件,控制所述供电器件给控制电路供电;恒压恒流控制模块连接所述第一开关管,用以对所述第一开关管进行控制,实现恒压恒流。

在本发明的一实施例中,所述控制芯片还包括所述第一开关管;即第一开关管t1内置于控制芯片中。在本发明的另一实施例中,第一开关管t1外置于控制芯片以外。在本发明的一实施例中,第一开关管t1可以为jfet、mosfet、bjt等。

本发明提供一种无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置,所述恒压恒流装置包括上述的控制芯片。

请参阅图6,图6为本发明一实施例中无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置电路图,所述无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置包括:控制芯片10、吸收电路20、变压器30、整流滤波电路40和电流检测电阻rs。

所述电流检测电阻rs连接在所述控制芯片10和吸收电路20之间,所述电流检测电阻rs的一端与采样端cs连接,另一端与所述吸收电路20连接;所述电流检测电阻rs用于对所述控制芯片10的输出电流大小进行采样,所述吸收电路20用于抑制电压浪涌。所述电流检测电阻rs和所述吸收电路20之间的连接点接地。

在本发明的一实施例中,所述无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置还包括用于消磁检测与过压检测的第一电阻r1和第二电阻r2,所述第一电阻r1与第二电阻r2串联,且所述串联的第一电阻r1和第二电阻r2与串联的吸收电路20和变压器30并联,所述反馈端fb连接在第一电阻r1和第二电阻r2之间。所述第一电阻r1和第二电阻r2用于实现消磁信号的检测,所述反馈端fb通过第一电阻r1和第二电阻r2的电流大小检测变压器30是否消磁;同时第一电阻r1进而第二电阻r2存在分压关系,所述反馈端fb能够通过第一电阻r1和第二电阻r2的电压关系检测此时电路是否过压。

在本发明的一实施例中,所述无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置还包括全桥整流电路50,所述全桥整流电路50包括由4个二级管形成的整流桥,用于将输入电压整流为直流电输出,并且该直流输出与输入电压相对应,即输入电压变大时,直流输出相应变大,输入电压变小时,直流输出相应变小。

在本发明的一实施例中,所述控制芯片设有电源端vdd、电流采样端cs、反馈端fb、漏端drain(或集电极c端)以及接地端gnd,所述控制芯片用于实现无辅助绕组原边反馈的恒流恒压控制,包括:第一开关管t1(可作为主功率管)、供电器件t2(vdd充电器件)、充电控制模块(电源充电控制模块)、启动模块。

第一开关管t1为三端器件,其第一端连接并通过所述电流采样端cs与外部的原边绕组连接、第二端连接并通过所述漏端drain与外部电源连接、第三端为控制端。

恒压恒流控制模块130(原边反馈控制模块),与所述第一开关管t1的第三端连接,用于通过对第一开关管t1的控制实现恒流恒压。

供电器件t2为三端器件,其第一端连接并通过所述漏端drain与外部电源连接、第二端连接并通过所述电源端vdd与外部的充电电容连接、第三端为控制端。

充电控制模块与所述供电器件t2的第三端连接,用于通过对供电器件t2的控制实现对外部充电电容的充电控制。启动模块用于通过外部电源启动控制芯片。

在本发明的一实施例中,所述第一开关管t1可以是晶体管或mos管。

在本发明的一实施例中,所述控制芯片通过第一开关管的漏端或者c端供电。

在本发明的一实施例中,所述供电器件t2可以是三极管或mos管。在本发明的一实施例中,供电器件t2可以为第二开关管;第二开关管可以为jfet、mosfet、bjt等。

在本发明的一实施例中,所述启动模块为高压启动模块110,用于在所述控制芯片10内部进行高压启动,使所述无辅助绕组原边反馈恒压恒流装置中无需设置启动电阻rst。所述充电控制模块120,用于在所述控制芯片工作时供电,从而同时实现无辅助绕组和低待机功耗工作。所述恒压恒流控制模块130,通过检测变压器30原边信号进行恒压恒流的控制。所述第一参考电压vref1大于所述第二参考电压vref2。在本发明的一实施例中,所述恒压恒流控制模块130采用psr控制器。

请参阅图7,在一可替代实施例中,所述控制芯片10中的高压启动模块110、充电控制模块120以及供电器件t2集成在一起为高压启动和充电控制模块。使所述供电器件t2在所述控制芯片10启动时作为启动电路,工作时作为供电电路。

请参阅图8,在另一可替代实现实施例中,所述控制芯片10中不设置高压启动模块110,依靠外部启动电阻rst启动,工作时靠所述控制芯片10内部的充电控制模块120供电。

请参阅图9,图9为本发明一实施例中电流电压波形图。在本发明的一实施例中,若第一开关管t1开通前,先通过供电器件t2给电源端vdd充电,然后再开通第一开关管t1,则t2充电时a点与b点的电压差为所述控制芯片10电源端vdd电压,因此给电源端vdd充电时的功率损耗会很小,从而实现低功耗。

如图10所示,在本发明的一实施例中,所述充电控制模块包括第一比较器1203、第一比较器1204、第一分压单元1201、第二分压单元1202、第一与门1206、第二与门1205、第一驱动器1209、第二驱动器1208和非门1207,所述第一分压单元1201的第一端接入电源端vdd,第二端连接所述第二分压单元1202的第一端;所述第二分压单元1202的第二端接地;所述第一比较器1203的反相输入端连接所述第一分压单元1201的第二端同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门1205的第二输入端;所述第二与门1205的第一输入端与所述恒压恒流控制模块130连接,第三输入端与所述非门1207的输出端连接,所述第二与门1205的输出端与所述第二驱动器1208的输入端连接;所述第二驱动器1208的输出端与所述供电器件t2第三端连接;所述第一与门1206的第一输入端连接所述恒压恒流控制模块130,第二输入端连接所述第一比较器1204输出端接入所述非门1207的输入端,输出端与所述第一驱动器1209连接;所述第一驱动器1209与所述第一开关管t1第三端连接;所述第一比较器1204的反相端接入第三参考电压,同相输入端与所述电流采样端cs连接。当所述充电控制模块120在pwmon(指pwm为高电平)时间内的一段时间(所述第一开关管t1开通前),打开所述供电器件t2,开通至电感电流达到给定值。若电源端vdd分压值小于第二参考电压vref2,且所述恒压恒流控制模块130输出信号pwmon为1,所述控制芯片10先通过所述供电器件t2于所述电源端vdd充电,此时所述变压器30的初级绕组310电流上升。当所述初级绕组310电流达到电流设定值时,则所述供电器件t2关闭,且开通所述第一开关管t1使变压器30的初级绕组310储能,直至所述恒压恒流控制模块130输出的pwmon结束。若电源端vdd电压高于所述第一参考电压vref1时,则所述供电器件t2不再参与供电。所述第一开关管t1开通时间将为全部的pwmon时间。本实施例中的控制时序如图11所示。

如图12所示,在本发明的一实施例中,所述充电控制模块包括第一计时器1210、第一比较器1203、第一分压单元1201、第二分压单元1202、第一与门1206、第二与门1205、第一驱动器1209、第二驱动器1208和非门1207,所述第一分压单元1201的第一端接入电源端vdd,第二端连接所述第二分压单元1202的第一端;所述第二分压单元1202的第二端接地;所述第一比较器1203的反相输入端连接所述第一分压单元1201的第二端同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门1205的第二输入端;所述恒压恒流控制模块130连接所述第一与门1206的第二输入端接入所述第一计时器1210输入端,所述第一计时器1210的输出端连接所述非门1207的输入端接入所述第二与门1205的第一输出端;所述第二与门1205的输出端连接所述第二驱动器1208输入端;所述第二驱动器1208输出端连接所述供电器件t2第三端;所述第一与门1206的第一输入端连接所述非门1207的输出端,所述第一与门1206的输出端连接所述第一驱动器1209的输入端,所述第一驱动的输出端连接所述第一开关管t1的第三端。当所述充电控制模块120在pwmon时间内的一段时间(所述第一开关管t1开通前),打开所述供电器件t2,开通时间为固定时间。当所述恒压恒流控制模块130输出信号pwmon为1时,且所述电源端vdd电压低于所述第二参考电压vref2,则所述pwmon触发一个计时器,所述计时器计时时间短于pwmon为1的时间。在所述计时时间内,开通所述供电器件t2给所述电源端vdd供电并给所述变压器30初级绕组310储能。当计时结束后,开通所述第一开关管t1继续给所述变压器30初级绕组310储能充电,直至所述恒压恒流控制模块130pwmon结束。若电源端vdd高于第一参考电压vref1时,则所述供电器件t2不再参与供电。本实施例中的控制时序如图13所示。

在本发明的一实施例中,所述供电控制模块在pwmon内打开供电器件,开通时间为固定时间;在变压器消磁结束后的pwmoff(指pwm为低电平)阶段也供电设定一段时间。在只有pwmon供电,vdd供电不足,pwmoff阶段也供电一段时间,从而得到有效补充。

如图14所示,在本发明的一实施例中,所述充电控制模块包括第二计时器1211、第一比较器1203、第一分压单元1201、第二分压单元1202、第一与门1206、第二与门1205、第一驱动器1209、第二驱动器1208、第一消磁检测器1213、非门1207和或门1212,所述第一分压单元1201的第一端接入电源端vdd,第二端连接所述第二分压单元1202的第一端;所述第二分压单元1202的第二端接地;所述第一比较器1203的反相输入端连接所述第一分压单元1201的第二端同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门1205的第二输入端;所述第二与门1205的第一输入端与所述恒压恒流控制模块130连接,第三输入端与所述非门1207的输出端连接,所述第二与门1205的输出端与或门1212的第二输入端连接;所述或门1212的第一输入端与所述第二计时器1211输出端连接,所述第二计时器1211输入端连接所述第一消磁检测器1213输出,所述第一消磁检测器1213输入连接反馈端fb,所述或门1212的输出端连接所述第二驱动器1208;所述第二驱动器1208的输出端与所述供电器件t2第三端连接;所述第一与门1206的第一输入端连接所述恒压恒流控制模块130,第二输入端连接所述第一比较器1204输出端接入非门1207的输入端,输出端与所述第一驱动器1209连接;所述第一驱动器1209与所述第一开关管t1第三端连接;所述第一比较器1204的反相端接入第三参考电压,同相输入端与所述电流采样端cs连接。当所述充电控制模块120在每个周期内给所述控制芯片10供电有两个时间,一个是在pwmon时间内的一段时间,另一个是主第一开关管t1关断后变压器30消磁结束后触发的固定延时时间。当所述电源端vdd电压低于第二参考电压vref2时,且所述恒压恒流控制模块130的输出信号pwmon为1,每个pwmon周期内所述供电器件t2有两个时间进行供电,一个是在pwmon内的开通时间内,另一个是在pwmoff内变压器30消磁结束后触发的固定延时时间。所述pwmon内的所述供电器件t2开通时间控制时序与图10的实施例相同,故不再赘述。在pwmoff阶段,所述第一开关管t1关断,所述变压器30消磁,当所述反馈端fb检测到所述变压器30消磁结束后,触发一个计时器,在所述计时器产生的固定时间内所述控制芯片10通过所述供电器件t2给所述电源端vdd供电。若所述电源端vdd高于第一参考电压vref1时,则所述供电器件t2不再参与供电。本实施例中的控制时序如图15所示。

如图16所示,在本发明的一实施例中,所述充电控制模块包括第一计时器1210、第二计时器1211、第一比较器1203、第一分压单元1201、第二分压单元1202、第一与门1206、第二与门1205、第一驱动器1209、第二驱动器1208、第一消磁检测器1213、非门1207和或门1212,所述第一分压单元1201的第一端接入电源端vdd,第二端连接所述第二分压单元1202的第一端;所述第二分压单元1202的第二端接地;所述第一比较器1203的反相输入端连接所述第一分压单元1201的第二端同相输入端接入第一参考电压和第二参考电压,输出端连接所述第二与门1205的第二输入端;所述恒压恒流控制模块130连接所述第一与门1206的第二输入端接入所述第一计时器1210输入端,所述第一计时器1210的输出端连接所述非门1207的输入端接入所述第二与门1205的第一输出端;所述第二与门1205的输出端连接所述或门1212第二输入端;所述或门1212的第一输入端连接所述第二计时器1211的输出端,所述或门1212的输出端连接所述第二驱动器1208的输入端;所述第二计时器1211输入端连接所述第一消磁检测器1213输出,所述第一消磁检测器1213输入连接反馈端fb;所述第二驱动器1208输出端连接所述供电器件t2第三端;所述第一与门1206的第一输入端连接所述非门1207的输出端,所述第一与门1206的输出端连接所述第一驱动器1209的输入端,所述第一驱动的输出端连接所述第一开关管t1的第三端。所述充电控制模块120在每个周期内给所述控制芯片10供电有两个时间,一个是pwm变成高电平后的第一延时固定时间,另一个是所述第一开关管t1关断后变压器30消磁结束后触发的第二延时固定时间。当所述电源端vdd电压比较低时,每个周期内控制芯片供电有两个时间,一个是恒压恒流控制模块130输出信号pwm变成高电平后的触发的第一延时固定时间,另一个是第一开关管t1关断后变压器30消磁结束后触发的第二延时固定时间。若所述电源端vdd分压值小于第二参考电压vref2,当恒压恒流控制模块130输出信号pwmon为1时,所述控制芯片10通过所述供电器件t2同时给所述电源端vdd充电,充电时间为第一延时固定时间。当所述第一开关管t1关断后变压器30消磁,当反馈端fb检测到消磁结束后,触发一个计时器,在所述计时器产生的第二延时固定时间内所述控制芯片10通过所述供电器件t2给所述电源端vdd供电。若所述电源端vdd高于第一参考电压vref1时,则所述供电器件t2不再参与供电。本实施例中的控制时序如图17所示。

本发明提供一种带光耦反馈的隔离反激pwm系统,所述隔离反激pwm系统包括上述的控制芯片。在本发明的一实施例中,pwmon信号为恒压恒流控制模块根据芯片光耦反馈端fb与电流检测cs信号通过pwm方式产生。

本发明提供一种控制芯片的控制方法,所述控制方法包括:通过控制所述控制芯片中的供电器件给控制芯片的电源端供电。

可参阅图8,在本发明的一实施例中,在第一开关管t1开通前先通过供电器件t2给所述控制芯片电源端vdd充电,然后再开通第一开关管t1,供电器件t2供电时bulk电压(a点电压)与控制芯片地电位(b点电压)的电压差为所述控制芯片电源端vdd电压。因此给vdd充电时的功率损耗会很小,从而实现低功耗。依据本发明的电流电压波形如图9所示。

供电控制模块在第一开关管t1开通时打开供电器件t2。可参阅图10,在本发明的一实施例中,当vdd充电至给定的阈值后,供电器件关闭。当vdd小于给定的阈值时,供电器件允许打开。(当vdd电压比较低时,比如图11中如果vdd分压值小于第二参考电压vref2,其中,第一参考电压vref1>第二参考电压vref2)当某个周期开始后(恒压恒流控制模块输出信号pwmon为1),芯片先通过t2给vdd充电,同时变压器初级电感电流上升,当电感电流达到给定值后,供电器件t2关闭,第一开关管t1开通,继续给变压器初级电感储能,直至恒压恒流控制模块输出的pwmon结束。当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件t2不再参与供电,第一开关管t1开通时间将为全部的pwmon时间。时序控制如图11所示。

请参阅图12,在本发明的一实施例中,供电控制模块在pwmon内打开供电器件t2,开通时间为固定时间。当控制芯片的电源端vdd充电至给定的阈值后,供电器件关闭。当恒压恒流控制模块输出gate控制信号pwmon为1时,如果vdd电压低于给定的阈值,供电器件允许打开,某个周期开始后,pwmon信号触发一个计时器,计时器时间小于pwmon的时间。在计时时间内,供电器件t2开通给vdd供电并给变压器初级电感储能,计时结束后,第一开关管t1开通继续给变压器初级电感储能充电,直至恒压恒流控制模块给出的pwmon结束。给当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件t2不再参与供电;控制的时序图如图13所示。

在本发明的一实施例中,可以在变压器消磁结束后pwmoff阶段也供电一段时间,这样虽然增加一点待机功耗,但是可以提高芯片的供电能力。

在本发明的一实施例中,所述供电控制模块在pwmon内打开供电器件,开通时间为固定时间;在变压器消磁结束后的pwmoff阶段也供电设定一段时间。在只有pwmon供电,vdd供电不足,pwmoff阶段也供电一段时间,从而得到有效补充。

请参阅图14,在本发明的一实施例中,当vdd电压比较低时且某个周期开始后,每个周期内供电器件t2供电有两个时间,一个是在pwmon时间内(gate控制信号pwm为高电平)的一段时间,另一个是在pwmoff内变压器消磁结束后触发的固定延时时间。pwmon内的供电器件t2开通时间控制同于图10的。也就是说,pwmon后芯片先通过t2给vdd充电,同时变压器初级电感电流上升,当电感电流达到给定值后,供电器件t2关闭,第一开关管t1开通,继续给变压器初级电感储能,直至恒压恒流控制模块输出的pwmon结束。在pwmoff阶段,第一开关管t1关断,变压器消磁,当fb检测到消磁结束后,触发一个计时器,在计时器产生的固定时间内芯片通过供电器件t2也给vdd供电。当vdd高于第一参考电压vref1时,供电器件t2不再参与供电;控制的时序图如图15所示。

请参阅图16,在本发明的一实施例中,当vdd电压比较低时,每个周期内芯片供电有两个时间,一个是恒压恒流控制模块输出pwm变成高电平后的触发的第一延时固定时间,另一个是第一开关管关断后变压器消磁结束后触发的第二延时固定时间。图16中如果vdd分压值小于第二参考电压vref2(第一参考电压vref1>第二参考电压vref2),那么当恒压恒流控制模块输出gate控制信号pwmon为1时,控制芯片通过供电器件t2同时给vdd充电,充电时间为第一延时固定时间。当第一开关管t1关断后变压器消磁,当fb检测到消磁结束后,触发一个计时器,在计时器产生的第二延时固定时间内芯片通过供电器件t2也给vdd供电。当vdd高于第一参考电压vref1时,供电结束。控制的时序图如图17所示。

综上所述,本发明提出的控制芯片及控制方法、控制电路、恒压恒流装置以及隔离反激pwm系统,控制芯片中设置有第一开关管与原边反馈控制模块(恒流恒压控制模块),在恒压恒流装置中的变压器可以无需设置辅助绕组。通过控制芯片中设置充电控制模块,在第一开关管开通前先通过供电器件给漏端充电,然后再开通第一开关管,使漏端充电时的功率损耗减小,从而实现低功耗。本发明不但可以实现无辅助绕组控制,而且可以实现低待机功耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1