用于准谐振开关电源的控制芯片和控制方法以及准谐振开关电源与流程

本申请涉及电路，更具体地涉及用于准谐振开关电源的控制芯片和控制方法以及准谐振开关电源。

背景技术：

1、开关电源又称交换式电源、开关变换器，是电源供应器的一种。开关电源的功能是通过特定形式的架构将一个位准的电压转换为用户端所需要的电压或电流。随着开关电源市场的逐渐发展，准谐振开关电源由于其小体积和高效率而其应用越来越广泛。准谐振控制的准确性影响着准谐振开关电源的工作效率。

技术实现思路

1、本申请实施例的一方面提供了一种用于准谐振开关电源的控制芯片，包括：栅极钳位模块，被配置为当开关电源的功率管被关断并且功率管的栅极浮空时，在功率管的栅极电压大于功率管的导通阈值电压的情况下将栅极电压钳位在参考电压，其中参考电压低于导通阈值电压；耦合电容模块，被配置为使得开关电源的主电感和功率管的寄生电容谐振，并将谐振信号耦合至功率管的栅极；谷底检测和计数模块，被配置为对耦合到功率管的栅极的谐振信号进行多谷底检测并计数；以及谷底锁定模块，被配置为在谷底检测和计数模块检测并计数到预定n个谷底时，生成谷底锁定控制信号以解除对功率管的栅极电压的钳位以使功率管导通，其中n≥1。

2、本申请实施例的一方面提供了一种用于准谐振开关电源的控制方法，包括：当开关电源的功率管被关断并且功率管的栅极浮空时，在功率管的栅极电压大于功率管的导通阈值电压的情况下，将栅极电压钳位在参考电压，其中参考电压低于导通阈值电压；使得开关电源的主电感和功率管的寄生电容谐振，并将谐振信号耦合至功率管的栅极；对耦合到功率管的栅极的谐振信号进行多谷底检测并计数；以及在谷底检测和计数模块检测并计数到预定n个谷底时，生成谷底锁定控制信号以解除对功率管的栅极电压的钳位以使功率管导通，其中n≥1。

3、本申请实施例的一方面提供了一种用于准谐振开关电源，包括上述的用于准谐振开关电源的控制芯片。

4、根据本申请实施例的用于准谐振开关电源的控制芯片、控制方法和准谐振开关电源，当开关电源的功率管被关断并且栅极浮空时，利用开关电源的主电感(即开关电源的变压器的原边电感)与功率管的寄生电容形成lc振荡，该谐振周期相对于开关周期而言较小，所以开关电源可以近似于工作在临界导通模式，而且在此情况下对功率管的栅极钳位，防止功率管被耦合的能量导通而影响谷底检测。根据本申请实施例的用于准谐振开关电源的控制芯片、控制方法和准谐振开关电源能够在不增加辅助电路的基础上进行多谷底检测，在保证了谷底检测的准确性的同时节省了系统成本。

技术特征：

1.一种用于准谐振开关电源的控制芯片，包括：

2.根据权利要求1所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述栅极钳位模块包括：

3.根据权利要求1所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述耦合电容模块包括：用于所述功率管的栅漏极耦合电容、栅源极耦合电容、以及漏源极耦合电容，其中所述寄生电容为所述栅漏极耦合电容和所述漏源极耦合电容以及走线寄生电容之和。

4.根据权利要求1所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述谷底检测和计数模块被配置为：

5.根据权利要求4所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述谷底检测和计数模块被配置为：

6.根据权利要求5所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述谷底检测和计数模块包括斜率检测电路来检测所述谐振信号的斜率，其中所述斜率检测电路包括：

7.根据权利要求5所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述谷底检测和计数模块被配置为：

8.根据权利要求5所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中所述，谷底检测和计数模块被配置为：

9.根据权利要求8所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，其中，所述谷底检测和计数模块还包括：第三电流镜、第一开关、第四电容和第二运算放大器，以及第四电流镜、第二开关、第五电容和第二比较器，

10.根据权利要求1所述的用于准谐振开关电源的控制芯片，还包括：

11.一种用于准谐振开关电源的控制方法，包括：

12.根据权利要求11所述的用于准谐振开关电源的控制方法，其中，将所述栅极电压钳位在参考电压包括：

13.根据权利要求11所述的用于准谐振开关电源的控制方法，其中，所述谐振通过用于所述功率管的栅漏极耦合电容、栅源极耦合电容、以及漏源极耦合电容来使能，并且其中所述寄生电容为所述栅漏极耦合电容和所述漏源极耦合电容以及走线寄生电容之和。

14.根据权利要求11所述的用于准谐振开关电源的控制方法，所述谷底检测并计数包括：

15.根据权利要求14所述的用于准谐振开关电源的控制方法，所述谷底检测并计数包括：

16.根据权利要求14所述的用于准谐振开关电源的控制方法，所述谷底检测并计数包括：

17.根据权利要求14所述的用于准谐振开关电源的控制方法，谷底检测并计数包括：

18.根据权利要求11所述的用于准谐振开关电源的控制方法，还包括：

19.一种准谐振开关电源，包括根据权利要求1至10中任一项所述的控制芯片。

技术总结
提供了用于准谐振开关电源的控制芯片和控制方法以及准谐振开关电源。用于准谐振开关电源的控制芯片包括：栅极钳位模块，被配置为当开关电源的功率管被关断并且功率管的栅极浮空时，在功率管的栅极电压大于功率管的导通阈值电压的情况下将栅极电压钳位在参考电压，其中参考电压低于导通阈值电压；耦合电容模块，被配置为使得开关电源的主电感和功率管的寄生电容谐振，并将谐振信号耦合至功率管的栅极；谷底检测和计数模块，被配置为对耦合到功率管的栅极的谐振信号进行多谷底检测并计数；以及谷底锁定模块，被配置为在谷底检测和计数模块检测并计数到预定N个谷底时，生成谷底锁定控制信号以解除对功率管的栅极电压的钳位以使功率管导通，其中N≥1。

技术研发人员：欧晓晴,李萌,李可,周浩
受保护的技术使用者：昂宝电子（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16