CN101572487B - 用于控制开关电源的半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制开关电源的半导体器件。其中，端子VH用作使电流涌入启动电路的电流流入端，并且还用作用于从分压电阻器的结点提取抽头电压并将该抽头电压施加到欠压检测比较器的正端的电压检测端。欠压检测比较器将施加到正端的抽头电压与基准电压进行比较。当在启动电路被停止的条件下基准电压高于结点上的抽头电压时，欠压检测被启用。被逻辑合成电路合成并被延迟电路延迟了预定时间的逻辑被输入驱动器控制电路，以抑制高速脉冲信号从PWM比较器输出。

Description

用于控制开关电源的半导体器件
发明背景
技术领域
本发明涉及一种用于控制开关电源的半导体器件。本发明尤其涉及用于控制开关电源的半导体器件，其中不提供用于检测欠压的任何特殊输入端就能进行欠压检测(低电压交流输入的应用需要保护以免发生故障)。
背景技术
迄今已知诸如具有电源端Vcc、用于挂起开关操作的抑制端M、输出端OUT和反馈端FB的开关电源控制IC之类的开关电源控制半导体器件，其中开关元件由电压检测电路的输出操作以检测输入变压器的初级线圈的输入电压，使得连接至该开关元件的抑制端M通过电阻器短路接地，从而挂起主开关元件的操作(参见JP-A-2006-14465)。
迄今还已知例如开关电源控制半导体器件，其具有用于检测输入电压的输入电压检测单元、用于获得比交流电压的周期长由电容器所定义的时间常数的操作时间的定时器、用于对电容器充电/放电的充电/放电单元、用于基于输入电压检测单元所检测到的输入电压来控制充电/放电单元的定时器控制单元，其中提供欠压检测功能以使得输入变压器的初级线圈的输入电压的值在定时器的操作期间能被稳妥地检测到，同时对定时器的电容器的充电/放电可由定时器控制单元基于输入电压检测单元所检测到的电压值来控制(参见JP-A-2006-304485)。
迄今进一步已知具有欠压检测功能的直流-直流转换器，其中输入到变压器的初级线圈的输入电压和从变压器的次级线圈获得的输出电压的异常减小被快速检测到以便暂停开关操作，并且即使当输入电压在开关操作被输入电压的减小暂停之后短暂地增加时也稳定地保持暂停状态(参见JP-A-2001-258249)。
迄今进一步已知用于导通/关断连接在变压器的初级侧主绕组线与接地之间的开关元件以便向连接至变压器的次级侧的负载供电的开关电源控制半导体器件，其包括：电源端，其与电容器外部连接并且电源电压从变压器的初级侧辅助绕组线向其输入；启动端，供给变压器的初级侧的电压向其输入；充电启动元件，其使启动电流能从启动端流向电源端以对电容器充电；控制电路，其执行控制以使启动电流在启动之际即流动；以及启动电路，其设有保持启动电流恒定的启动电流调节电路(参见JP-A-2006-204082)。
发明内容
尽管在JP-A-2006-14465、JP-A-2006-304485和JP-A-2001-258249中所公开的开关电源控制半导体器件中的每一个都被设计成检测输入变压器的初级线圈的输入电压，但必须分别并单独地提供用于欠压检测的专用管脚以及用于启动电流流入和充电的专用管脚。出于此原因，存在开关电源控制半导体器件中的管脚数目增大这一问题。由于总是需要减少半导体器件中的管脚数目，管脚数目的增大与该要求背道而驰。
在JP-A-2006-204082中所公开的开关电源控制半导体器件中，提供了与本发明中相同的启动电路但并没有涉及减少开关电源控制半导体器件中的管脚数目的技术。
在JP-A-2006-204082中所公开的开关电源控制半导体器件中，如果欠压可通过电流流入和充电端VH来检测，则管脚数目可被减少，但存在以下问题。即，当用于向变压器的初级侧线圈供应输入电压的AC(交流)电源用于使得启动电流在启动之际能流入启动电路时，来自该AC(交流)电源的输入电压被直接输入高电压输入端VH。因此必须提供具有若干KΩ的高电阻的限流电阻器RVH，以便采取措施应付诸如高电压输入端VH与接地GND之间的短路之类的异常性。当启动电路为开时，启动电流经由限流电阻器RVH流入启动电路，使得在限流电阻器RVH上出现电压降。出于此原因，限流电阻器RVH的高电势侧上的电压很难通过欠压检测比较器来检测。相应地，为避免此难题，需要以与JP-A-2006-14465、JP-A-2006-304485和JP-A-2001-258249中的每一者中所公开的开关电源控制半导体器件中相同的方式来提供用于欠压检测的专用管脚以及用于启动电流流入和充电的专用管脚作为集成电路。结果，因为用于欠压检测的专用管脚以及用于启动电流流入和充电的专用管脚是必需的，因此存在管脚数目增大这一问题。
因此，为了解决前述问题，本发明的目的在于提供用于控制开关电源的半导体器件，其中用于欠压检测的电压检测端与用于启动电路的电流流入端共用，使得不提供用于欠压检测的任何特殊输入端就能启用欠压检测。
为实现前述目的，本发明提供一种用于控制开关电源的半导体器件，包括：电源端，该电源端与电容器外部连接，并且电源电压从变压器的辅助绕组线向其输入，该变压器具有供应有通过对商用电源的交流电压进行全波整流而获得的电压的初级绕组线；电流流入端，通过限流电阻器向该电流流入端输入通过对商用电源的交流电压的进行半波整流或全波整流而获得的电压；启动电路，该启动电路使启动电流能从电流流入端流向电源端以充电该电容器；控制单元，该控制单元控制启动电路导通以用启动电流充电该电容器并且控制启动电路关断以执行欠压检测；比较器，该比较器在控制单元控制启动电路关断时检测欠压状态的发生；以及欠压检测单元，该欠压检测单元将比较器的输出和控制单元的输出作为输入，并且通过感测欠压状态的出现是否持续了预定时间来检测欠压，其中欠压检测仅在启动电路被关断时执行，以使启动电路的电流流入端与用于检测欠压的电压检测端共用。
根据本发明，启动电路被导通/关断，使得电流流入端上的电压仅在其中没有电流流入启动电路的时段中才被检测。因此，可在没有从输入交流电源线至电流流入端的阻抗的影响下，准确地监视交流输入电压的变动。结果就能够提供用于控制开关电源的半导体器件，其中电压检测端与电流流入端共用，使得不提供用于欠压检测的任何特殊输入端就能启用欠压检测。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的开关电源控制半导体器件的配置的示图；
图2是用于解释根据本发明实施例的在启动时的欠压消除操作的时序图；以及
图3是用于解释根据本发明实施例的欠压检测操作的时序图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明实施例的开关电源控制半导体器件的配置的框图。在图1中，开关电源控制半导体器件(此后简写为“电源控制IC”)100的配置在设有突出的实线框中示出，这些突出代表电源控制IC 100的端子。
即，端子VH(101)是高电压输入端，通过对商用电源(未图示)进行半波整流而获得的交流输入电压1被输入到该高电压输入端。高电压输入端VH(101)用作用于使电流流入启动电路110并使充电电流流入与电源端VCC外部连接的电容器的电流流入端(将在以后描述)。高电压输入端VH(101)还用作电压检测端，其连接至电源控制IC 100中的分压电阻器R1(111)与R2(112)的串联电路，使得从分压电阻器R1(111)与R2(112)的结点116处提取的抽头电压被施加到欠压检测比较器113的正端。顺便指出，分压电阻器R1(111)和R2(112)被设为具有高电阻值，使得从端子VH(101)经由分压电阻器R1(111)和R2(112)流向地的电流可被忽略。
提供端子VCC(102)以使得在启动时经由电流流入端(101)流入启动电路110的启动电流iVH流入与端子VCC外部连接的电容器4，从而对电容器4充电。相应地，当电容器4以启动电流iVH充电时，高电压输入端VH(101)上的电压高于端子VCC(102)上的电压。提供变压器(未图示)以使得通过对商用电源(未图示)进行全波整流而获得的交流输入电压被施加到变压器的初级绕组线上。当在前述条件下变压器的辅助绕组线(未图示)中感应出的交流电压经由整流二极管(未图示)连接至电容器4的正端时，电容器4的正端连接至端子VCC。相应地，端子VCC上的电压随着电容器4被充电而增大。当端子VCC上的电压超过预定电平时，端子VCC向电源控制IC 100的相应组成元件供电。相应地，端子VCC(102)被称为“电源端”。
端子OUT(103)是用于将电源控制IC 100的输出信号供给连接至变压器(未图示)的初级侧主绕组线(未图示)的主开关元件(未图示，但一般被设为由MOSFET等制成的功率晶体管)的栅极端(未图示)的端子，其中通过对商用电源(未图示)进行全波整流而获得的交流输入电压被输入该变压器的此初级侧主绕组线。基于电源控制IC 100从端子OUT供给主开关元件(未图示)的栅极端(未图示)的输出信号来控制主开关元件(未图示)的通/断操作，使得在变压器的次级侧感应出的交流电压被整流从而获得合需直流输出电压。关于端子OUT(103)的此部分配置与JP-A-2006-204082中图2中的相同。
尽管电源控制IC 100除端子VH(101)、端子VCC(102)和端子OUT(103)以外还具有用于经由电阻器(未图示)作为电压来检测流入主开关元件(未图示)的电流的IS(电流检测)端、用于反馈控制以前述方式获得的直流输出电压的FB(反馈)端等，但IS端、FB端等的图解和描述将被省略，因为IS端、FB端等并非直接涉及本发明的主旨。
如上所述，端子VH(101)用作用于使电流流入启动电路110的电流流入端，并且还用作用于从分压电阻器R1(111)与R2(112)的结点116提取抽头电压并将该抽头电压施加到欠压检测比较器113的正端的电压检测端。另一方面，通过对商用电源(未图示)进行半波整流所获得的交流输入电压1经由防反向电流二极管2和限流电阻器RVH 3(一般为3kΩ或更大)被施加到端子VH(101)上。尽管本发明的操作已针对其中施加到端子VH(101)上的电压是通过半波整流来获得的情形作了描述，但是本发明并不被限定于此并且该电压理所当然地可通过全波整流来获得。为何以半波整流为例的原因在于与使用全波整流相比，使用半波整流可减小在关断周期中流入启动电路110的电流，因为即使启动电路110被关断也会有微小的电流流入启动电路110。
在启动时，启动电路110被控制成导通，使得来自经半波整流的交流输入电压1的启动电流iVH经由限流电阻器RVH 3流入启动电路110。流入启动电路110的启动电流iVH进一步流入与电源端VCC(102)外部连接的电容器4，从而对电容器4充电并增大端子VCC(102)上的电压。顺便指出，用于控制启动电路110的通/断操作的控制信号ON/OFF从用于监视VCC检测比较器120的输出的控制电路121输出。在启动时，控制电路121输出控制信号ON作为输出控制信号122。该控制信号将在以后描述。
如上所述，端子VH(101)还用作用于从分压电阻器R1(111)与R2(112)的结点116提取抽头电压并将抽头电压施加到欠压检测比较器113的正端的电压检测端。另一方面，基准电压VREF1(114)被施加到欠压检测比较器113的负端。欠压检测比较器113将施加到正端的抽头电压与基准电压VREF1进行比较。当基准电压VREF1(114)低于结点116上的抽头电压时，欠压检测比较器113的输出115具有逻辑H(高)。另一方面，当基准电压VREF1(114)高于结点116上的抽头电压时，欠压检测比较器113的输出115具有逻辑L(低)。相应地，在检测到欠压(AC输入电压1减小到低于欠压检测阈值电压VthBO(参见图3))的状态中，欠压检测比较器113的输出115具有逻辑L，使得逻辑L输出被输入逻辑合成电路130作为下一阶段。顺便指出，欠压检测比较器113由还能检测过压(以后将描述)的磁滞比较器构成。欠压检测比较器113中的两个基准电压(尽管图1中示出单个电压源(基准电压VREF1(114)))被设为通过由分压电阻器R1(111)和R2(112)分压过压检测阈值电压VthBI和欠压检测阈值电压VthBO(将参考图2和3的时序图来描述)所获得的电压。作为参考，欠压检测阈值电压VthBO和过压检测阈值电压VthBI的具体值例示如下。当商用交流电源(未示出)为100V交流时，欠压检测阈值电压被设为VthBO＝70V交流＝70*(√2)V直流，过压检测阈值电压被设为VthBI＝80V交流＝80*(√2)V直流。
在图1中所示的示例中，逻辑合成电路130包括NOR(或非)电路131和反相器电路132。作为逻辑合成电路130的输入信号，欠压检测比较器113的输出115和控制电路121的输出122被输入NOR电路131。欠压检测在控制电路121的输出122为OFF信号时被执行。该OFF信号在逻辑电平上被设为表达L(低)。相应地，当检测到欠压时(具体参见图3)，欠压检测比较器113的输出115的逻辑L和控制电路121的输出122的逻辑L被输入NOR电路131，使得NOR电路131的输出具有逻辑H。NOR电路131的输出的逻辑H被输入反相器电路132，使得反相器电路132的输出具有逻辑L。反相器电路132的输出的逻辑L被输入延迟电路133。另一方面，当欠压检测比较器113的输出115作为用于复位延迟电路133的复位信号被输入延迟电路133，但复位延迟电路133的该信号(逻辑H)在延迟电路133测量到预定延迟时间(＞商用电源的周期)之前未被输入时，逻辑L作为延迟电路133的输出被输入驱动器控制电路135。(此操作也在输入复位信号的情形中执行。否则，逻辑H作为延迟电路133的输出被输入驱动器控制电路135。)结果，驱动器控制电路135阻止PWM比较器134向驱动器136输出经脉宽调制的高速脉冲信号。出于此原因，电源控制IC 100经由驱动器136在端子OUT(103)上输出的输出信号被阻止输入到主开关元件(未图示)的栅极，从而主开关元件(未图示)的通/断操作被暂停(处于OFF状态中)。顺便指出，逻辑合成电路130的前述配置并不被限定于因图1中所示的NOR电路131和反相器电路132的逻辑合成，并且可被以各种方式修改而不脱离其主旨。
根据前述配置，欠压检测仅在启动电路110的OFF时段中才执行，但过压检测不管启动电路110为通或断总是被执行。在这种场合中，当启动电路110为开时，除非交流输入电压1高于过压检测阈值电压VthBI，否则由于限流电阻器RVH 3的电压降而不检测过压。然而，检测到交流输入电压1充分高这一事实，因此不存在何时将其判断为过压的问题。这被称为第一过压检测方法。或者，过压检测可按照与欠压检测相同的方式被局限于启动电路110的OFF时段。这被称为第二过压检测方法。第二过压检测方法可如下达成。例如，生成通过对控制电路121的输出122的经反相信号与欠压检测比较器113的输出115取或(OR)所获得的OR信号，使得当OR信号的逻辑电平转到H时延迟电路133可被复位。
VCC检测比较器120将在以下描述。电源端VCC(102)上的电源电压123被输入VCC检测比较器120的负端，同时基准电压VREF2(124)被输入VCC检测比较器120的正端。在这种条件下，VCC检测比较器120将电源端VCC(102)上的电源电压123与基准电压VREF2(124)进行比较。当基准电压VREF2(124)高于VCC上的电源电压123时，VCC检测比较器120的输出具有逻辑H(高)。该逻辑H信号被输入控制电路121，使得控制电路的输出122具有逻辑H。逻辑H信号122用作控制信号ON。在启动时，该控制信号被置于ON状态。
另一方面，当基准电压VREF2(124)低于VCC上的电源电压123时，VCC检测比较器120的输出具有逻辑L(低)。该逻辑L信号被输入控制电路121，使得控制电路的输出122具有逻辑L。逻辑L信号122用作控制信号OFF。在欠压检测时，该控制信号被置于OFF状态。此场合将在以后描述。顺便指出，VCC检测比较器120由磁滞比较器构成。VCC检测比较器120中的两个基准电压(尽管图1中示出单个电压源(基准电压VREF2(124)))被设为VccBOH(第一阈值电压)和VccBOL(第二阈值电压)，这将参考图2和3的时序图来描述。
图2是用于解释根据本发明实施例的启动时的欠压消除操作的时序图。在图2的时序图中，启动电路110在启动时间t0时如上所述地处于ON状态。当经半波整流的交流输入电压1被输入高电压输入端VH(101)时，启动电流iVH流入启动电路110。另一方面，电源端VCC(102)上的电源电压123在启动时约为0V。电源端VCC(102)上的电源电压123随着时间流逝而缓慢增大。
如JP-A-2006-204082的图1以及关于图1的描述中所示，启动电路110设有保持启动电流iVH恒定的启动电流调节电路(未图示)。当高电压输入端VH(101)上的电压比电源端VCC(102)上的电压高出某个程度时，启动电流iVH就可保持恒定。如图2中所示，启动电流iVH在高电压输入端VH(101)前沿上的波形基本上与输入高电压输入端VH(101)的电压的波形成正比，使得当输入高电压输入端VH(101)的电压变成高到某个程度时启动电流iVH表现出恒电流特性。随着电源端VCC(102)上的电压根据启动电流iVH而增大，启动电流iVH的前沿逐渐滞后于输入高电压输入端VH(101)的电压的前沿。
在时间t1，VCC检测比较器120通过检测到输入VCC检测比较器120的负端的电源端VCC(102)的电压123超过基准电压VREF2(124)的第一阈值电压VccBOH而输出逻辑L。逻辑L被输入控制电路121。作为结果，控制电路121输出OFF信号作为输出122。相应地，启动电路110被关断以获得其中过压和欠压两者皆可被检测的时段。然而，欠压消除并不在时间t1与时间t2之间的时段中执行，因为高电压输入端VH(101)上的电压并未超过施加到欠压检测比较器113的负端上以进行过压检测的过压检测阈值电压VthBI。然而，由于启动电路110处于OFF状态，因此没有启动电流iVH流入启动电路110，并且相应地，没有充电电流流入连接至电源端VCC(102)的电容器4。相应地，电源端VCC(102)的电势降低。当电源端VCC(102)降低后的电势变得低于施加到VCC检测比较器120的正端的基准电压VREF2(124)的第二阈值电压VccBOL时，VCC检测比较器120检测到该事实并输出逻辑H。逻辑H被输入控制电路121。结果，控制电路121输出ON信号作为输出122。相应地，启动电路110在t2处被导通，使得充电电流iVH能再次流入电容器4。随后，当VCC检测比较器120在时间t3时检测到输入VCC检测比较器120的负端的电源端VCC(102)上的电压123超过基准电压VREF2(124)的第一阈值电压VccBOH时，控制电路121输出OFF信号作为输出122以获得其中过压和欠压两者皆可被检测的时段。当欠压检测比较器133在过压可检测时段(在第一过压检测方法的情形中为全部时间，或者在第二过压检测方法的情形中为启动电路110的OFF状态)中检测到输入高电压输入端VH(101)的电压超过施加到欠压检测比较器113的负端用于进行过压检测的过压检测阈值电压VthBI时，欠压检测比较器133输出逻辑H作为输出115以获得欠压消除，即过压。在图2中，当因为欠压检测比较器113检测到输入高电压输入端VH(101)的电压超过了过压检测阈值电压VthBI而可执行过压时，电源控制IC(100)在t3处进入正常操作。
图3是用于解释根据本发明实施例的欠压操作(用于判断是否确为欠压状态的操作)的时序图。图3的时序图示出其中电源控制IC 100在时间t10处正常地操作的状态。即，启动电路110在图2中所示的过压之后通过正常操作被关断(在过压状态中，启动电路110根据延迟电路133的输出信号被关断而不管VCC检测比较器120的输出如何)。在这种场合下，高于过压检测阈值电压VthBI的经半波整流的交流输入电压1被输入高电压输入端VH(101)。在这种场合下，延迟电路133因如上所述的过压状态而处于OFF状态，使得正常的开关操作被执行。相应地，电源端VCC(123)上的电源电压123被保持在由辅助绕组线给定的稳态值(设置电压)上。
在时间t10与时间t11之间的时段中，因为启动电路110处于OFF状态，因此欠压检测被开启。然而，由于输入高电压输入端VH(101)的经半波整流的交流输入电压1的峰值高于施加到欠压检测比较器113的负端用于过压检测的过压检测阈值电压VthBI，因此每当交流输入电压1取峰值时延迟电路133就被交流输入电压1的峰值复位。结果，欠压并不导致暂停状态。
在时间t11处，当输入高电压输入端VH(101)的经半波整流的交流输入电压1的值(瞬时值)变得低于施加到欠压检测比较器113的负端上用于欠压检测的欠压检测阈值电压VthBO时，欠压操作就开始。在这种场合下，欠压检测比较器113的输出115如上所述地具有逻辑L，使得该逻辑L输出被输入逻辑合成电路130作为下一阶段。另一方面，在此时序中，提供控制电路121的输出122作为OFF信号。该OFF信号在逻辑电平方面被设成表达L(低)。相应地，在欠压检测的时序中，欠压检测比较器113的输出115的逻辑L和控制电路121的输出122的逻辑L被输入NOR电路131，使得NOR电路131的输出具有逻辑H。该逻辑H被输入反相器电路132，使得反相器电路132的输出具有逻辑L。逻辑L被输入延迟电路133。
在时间t12处当延迟电路133能完成对预定延迟时间的测量时，延迟电路133向驱动器控制电路135输出逻辑L以阻止PWM比较器134向驱动器136输出经脉宽调制的高速脉冲信号。结果，电源控制IC 100将经由驱动器136在端子OUT(103)上输出的输出信号被阻止输入到主开关元件(未图示)的栅极，从而主开关元件(未图示)的通/断操作被暂停(处于OFF状态)。当电源端VCC(102)上的电源电压123根据开关电源基于检测到欠压的开关操作而暂停从而变得低于施加到VCC检测比较器120的负端的基准电压VREF2(124)的第二阈值电压VccBOL时，VCC检测比较器120检测到这一事实并输出逻辑H。逻辑H被输入控制电路121。结果，控制电路121输出ON信号作为输出122。相应地，启动电路110在时间t12处被导通，使得充电电流iVH能涌入电容器4。结果，图3中所示的欠压操作被转移成图2中所示的欠压消除操作。
在时间t13与时间t14之间的时段中，过压和欠压两者皆可被检测。然而，欠压消除并不被执行，因为输入到高电压输入端VH(101)的电压并未超过施加到欠压检测比较器113的负端上用于过压检测的过压检测阈值电压VthBI。在时间t14之后，欠压消除仍未被执行，因为输入到高电压输入端VH(101)的电压并未超过施加到欠压检测比较器113的负端上用于过压检测的过压检测阈值电压VthBI。
随着电源端VCC(102)上的电压123在施加到VCC检测比较器120的正端的基准电压VREF2(124)的第二阈值电压VccBOL与第一阈值电压VccBOH之间移动，启动电路110重复地在ON状态与OFF状态之间移动。当使用第二过压检测方法时，如果在启动电路110的OFF状态中电源端VCC(102)上的电压123超过了过压检测阈值电压VthBI，则欠压消除操作以与图2中的时间t3处的相同方式被执行。当使用第一过压检测方法时，如果电源端VCC(102)上的电压123超过了过压检测阈值电压VthBI，就简单地执行欠压消除操作。
尽管已针对其中通过对商用电源(未图示)进行半波整流而获得的交流输入电压1的瞬时值被用于过压和欠压检测的情形作了描述，但是用于整流商用电源(未图示)的二极管桥路的输出可以通过就设在二极管桥路之后的电容器来平滑，使得由此经平滑的电压值可用于过压和欠压检测。
经半波整流的交流输入电压可被替换成经全波整流的交流输入电压。一般地，当使用全波整流时已知有两种欠压和过压检测方法。即，当电源控制IC中用以达成PFC(功率因子纠正)的欠压和过压检测方法被用作第一方法时，就设在二极管桥路之后的电容器Ci的电容被减小(在这种情形中，电容器Ci具有移除因主开关元件的开关而导致的纹波的功能)。相应地，波形变成正弦波的绝对值波形，从而可获得与前述实施例中使用经半波整流的交流输入电压的情形中相同的检测方法。当电源控制IC中不进行PFC的欠压和过压检测方法被用作第二方法时，电容器Ci的电容被增大以便平滑二极管桥路的输出。相应地，交流输入电压的平均值而非该交流输入电压的瞬时值被用于欠压和过压检测。当如上所述地使用全波整流时，作为欠压和过压检测方法的第一和第二方法中的任一者首先使用磁滞比较器来将输入电压与基准电压进行比较。在使用输入电压的平均值的第二方法中，理论上可以省却设在过压/欠压检测比较器的输出侧上作为下一级的定时器。然而，该定时器实际上常常结合其他功能来使用。

Claims (5)

1.一种用于控制开关电源的半导体器件，包括：电源端，所述电源端与电容器外部连接，并且电源电压从变压器的辅助绕组线向其输入，所述变压器具有供应有通过对商用电源的交流电压进行全波整流而获得的电压的初级绕组线；
电流流入端，通过限流电阻器向所述电流流入端输入通过对所述商用电源的交流电压进行半波整流或全波整流而获得的电压；
启动电路，所述启动电路使启动电流能从所述电流流入端流向所述电源端以充电所述电容器；
控制单元，所述控制单元控制所述启动电路导通以用所述启动电流充电所述电容器并且控制所述启动电路关断以执行欠压检测；
比较器，所述比较器将从电压检测端经分压电阻器的结点而提取的抽头电压和第一基准电压进行比较，所述比较器在所述控制单元控制所述启动电路关断时检测欠压状态的发生；以及
欠压检测单元，所述欠压检测单元将所述比较器的输出和所述控制单元的输出作为输入，并且通过感测所述欠压状态的出现是否持续了预定时间来检测欠压；
其中所述欠压检测仅在所述启动电路被关断时执行，以使所述启动电路的电流流入端与用于检测欠压的所述电压检测端共用。
2.如权利要求1所述的用于控制开关电源的半导体器件，其特征在于：
所述比较器包括具有两个基准电压的磁滞比较器；以及
所述两个基准电压之一被用作与用于检测所述欠压的所述第一基准电压不同的基准电压，以使所述欠压检测单元被用于检测欠压消除。
3.如权利要求1所述的用于控制开关电源的半导体器件，其特征在于，还包括比较单元，所述比较单元将所述电源端的输入电压与第二基准电压进行比较，其中所述比较单元的输出被提供给所述控制单元。
4.如权利要求3所述的用于控制开关电源的半导体器件，其特征在于，所述比较单元包括具有两个基准电压的磁滞比较器。
5.一种交流－直流转换器，所述交流－直流转换器通过使用如权利要求1至4中任一项所定义的用于控制开关电源的半导体器件来控制开关元件。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5693048B2 (ja) * 2010-05-31 2015-04-01 キヤノン株式会社 電流共振電源
CN101882864B (zh) * 2010-06-25 2012-08-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种上电启动电路及其上电启动方法
TW201236333A (en) * 2011-02-18 2012-09-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Synchronous buck regulator
JP5799537B2 (ja) * 2011-03-18 2015-10-28 サンケン電気株式会社 スイッチング電源装置の制御回路及びスイッチング電源装置
DE102011113933A1 (de) * 2011-09-08 2013-03-14 Logicdata Electronic & Software Entwicklungs Gmbh Steuerung für ein elektrisch verstellbares Möbel
US9461562B1 (en) * 2012-02-24 2016-10-04 Cypress Semiconductor Corporation Low voltage detector
CN102595734A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 吴全华 一种适用于led市电分段驱动的集成电路
US9263957B2 (en) 2012-03-26 2016-02-16 Sharp Kabushiki Kaisha Switching power supply circuit and LED illumination device
WO2013187908A1 (en) 2012-06-15 2013-12-19 Thomson Licencing Early power failure detection circuit
CN102751706A (zh) * 2012-07-16 2012-10-24 绍兴文理学院 一种led驱动芯片中的欠压保护电路
JP5991109B2 (ja) * 2012-09-20 2016-09-14 富士電機株式会社 スイッチング電源装置
KR101610008B1 (ko) * 2012-12-31 2016-04-07 엘지디스플레이 주식회사 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102059204B1 (ko) * 2013-06-28 2020-02-10 매그나칩 반도체 유한회사 Ac-오프 상태를 감지하는 전원공급장치
JP6271175B2 (ja) * 2013-07-16 2018-01-31 ローム株式会社 Ａｃ／ｄｃコンバータおよびその制御回路、電源アダプタおよび電子機器
JP6247469B2 (ja) * 2013-07-16 2017-12-13 ローム株式会社 Ａｃ／ｄｃコンバータおよびその制御回路、電源アダプタおよび電子機器
CN103795036B (zh) * 2014-01-14 2016-12-07 广州金升阳科技有限公司 一种开关电源控制器的输入欠压保护电路
CN105445529B (zh) * 2014-07-28 2018-06-15 无锡华润上华科技有限公司 具有时序控制功能的掉电检测电路
JP6592978B2 (ja) 2015-06-12 2019-10-23 富士電機株式会社 スイッチング電源用制御ｉｃにおける入力前置回路および該入力前置回路を有するスイッチング電源制御装置
TWM523235U (zh) * 2015-07-16 2016-06-01 鋐寶科技股份有限公司 電壓轉換器
TWM519348U (zh) 2015-07-16 2016-03-21 鋐寶科技股份有限公司 電源供應系統
JP6503964B2 (ja) * 2015-07-31 2019-04-24 富士電機株式会社 スイッチング電源の制御装置
CN106059336B (zh) * 2016-08-01 2019-03-22 成都芯源系统有限公司 用于开关变换电路的集成电路及为其提供供电电压的方法
US10256630B2 (en) * 2017-05-30 2019-04-09 Infineon Technologies Austria Ag Controller device for power electronics circuit
CN107302214B (zh) * 2017-08-10 2019-03-05 广州金升阳科技有限公司 一种输入欠压保护电路
JP7193709B2 (ja) 2018-10-23 2022-12-21 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源制御用半導体装置およびａｃ－ｄｃコンバータ
JP7193710B2 (ja) 2018-10-23 2022-12-21 ミツミ電機株式会社 スイッチング電源制御用半導体装置およびａｃ－ｄｃコンバータ
IT201900017312A1 (it) 2019-09-27 2021-03-27 St Microelectronics Srl Circuito di protezione da brown-out per un convertitore a commutazione e metodo per controllare un convertitore a commutazione
US11418125B2 (en) 2019-10-25 2022-08-16 The Research Foundation For The State University Of New York Three phase bidirectional AC-DC converter with bipolar voltage fed resonant stages
US20220311329A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Stmicroelectronics S.R.L. Method of operating an electronic converter, corresponding control circuit and electronic converter
US20230176095A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-08 Infineon Technologies LLC Glitch free brown out detector
CN115622185A (zh) * 2022-10-27 2023-01-17 广东力德诺电子科技有限公司 一种充电器的电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4791544A (en) * 1984-09-21 1988-12-13 Veeco Instruments Regulating control for single-ended switching power supply
CN1080478C (zh) * 1996-09-13 2002-03-06 汤姆森消费电子有限公司 开关型电源控制电路
CN1767312A (zh) * 2004-10-29 2006-05-03 日立工机株式会社 电池充电设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001258249A (ja) 2000-03-14 2001-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2003033014A (ja) * 2001-07-18 2003-01-31 Sony Corp スイッチング電源装置及びその起動方法
JP2006014465A (ja) 2004-06-24 2006-01-12 Sharp Corp スイッチング電源装置
JP4774932B2 (ja) 2004-12-21 2011-09-21 富士電機株式会社 スイッチング電源制御用半導体装置およびスイッチング電源制御用回路
JP4575224B2 (ja) 2005-04-20 2010-11-04 新電元工業株式会社 スイッチング電源
JP2008005567A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Sanken Electric Co Ltd スイッチング電源装置
US7495875B2 (en) * 2007-06-05 2009-02-24 Fsp Technology Inc. Power abnormal protection circuit
US7723972B1 (en) * 2008-03-19 2010-05-25 Fairchild Semiconductor Corporation Reducing soft start delay and providing soft recovery in power system controllers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4791544A (en) * 1984-09-21 1988-12-13 Veeco Instruments Regulating control for single-ended switching power supply
CN1080478C (zh) * 1996-09-13 2002-03-06 汤姆森消费电子有限公司 开关型电源控制电路
CN1767312A (zh) * 2004-10-29 2006-05-03 日立工机株式会社 电池充电设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-304485A 2006.11.02

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Publication number Publication date
JP5343393B2 (ja) 2013-11-13
US8084893B2 (en) 2011-12-27
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