CN102332899A - 延时电路及具有该延时电路的开关电源控制器 - Google Patents

Abstract

一种延时电路及具有该延时电路的开关电源控制器，该延时电路包括一比较器，其包括两输入端，其中一个输入端接一设定参考电平；一延时设定单元，其与该比较器的另一输入端相连，包括一第一电容、与该充电电容相配接的一第一电流源和一泄放开关，该泄放开关受控于该比较器的输出；还包括一计数器，对该比较器的输出脉冲进行计数。本发明可以大大延长延时电路可支持的延时时间，并且能够以最小的资源实现开关电源控制器功能的扩充。

Description

延时电路及具有该延时电路的开关电源控制器

技术领域

本发明涉及开关电源的电路结构，尤其涉及AC-DC开关电源集成电路中延时电路的结构。

背景技术

现有的AC-DC开关电源集成电路，例如由力生美公司提供的LN3C63型高性能AC/DC开关电源控制器，参见图1，其大致包括：一电源管理模块；以及与该电源管理模块相连的一振荡器、一反馈与控制模块、一PWM模块以及一驱动模块。其中，该振荡器、反馈与控制模块、PWM模块和驱动模块是串接在一起，该振荡器与集成电路的引脚3相连，可通过外接一电阻，而调节振荡脉冲的周期。需要对故障进行保护时，通常需要对故障进行延时响应以准确判断故障从而避免错误判断。这时，可利用上述的振荡器构建一个延时电路对故障做一定延时处理，待一定时间之后若故障依然则实施保护。现有的、简单的单次延时电路，参见图2所示，故障发生时控制电路打开电流源I1对电容C1进行充电，当电容C1被充电至上门限电压V1时，比较器U1输出高电平，若此时故障依然，则保护电路动作从而实施保护，同时U1输出的高电平打开放电管Q1对C1进行放电，C1电压被放电至下门限电压V2时，U1输出低电平，准备下一次保护。电路延时时间为：                                                

。

这种结构，虽然简单易行，但当需要的延时时间较长时，在集成电路内部将因为需要较大的电容容量而需要较高的成本；当系统因为负载变化而需要增加延时时间时，则需要单独的外部引脚设定；当需要禁止延时功能时也需要单独的外部引脚设定。可见,采用现有的延时电路的结构，延时时间受限,并且对故障进行保护不能灵活控制,实有必要进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种AC-DC开关电源集成电路中延时电路的结构，可以大大延长延时电路可支持的延时时间，并且能够以最小的资源实现开关电源控制器功能的扩充。

本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括，提出一种延时电路，包括一比较器，其包括两输入端，其中一个输入端接一设定参考电平；一延时设定单元，其与该比较器的另一输入端相连，包括一第一电容、与该充电电容相配接的一第一电流源和一泄放开关，该泄放开关受控于该比较器的输出；还包括一计数器，对该比较器的输出脉冲进行计数。

还包括一功能设定单元，其包括一第二电流源，该第二电流源是能够与该第一电流源相并联地配接一功能设定元件的。

该功能设定元件是一第二电容，该第二电容使能该延时电路，该第二电容并与第一电容协同调节该比较器的输出脉冲。

该功能设定元件是一电阻，该电阻在不小于100K欧姆时使能该延时电路，该电阻在远小于100K欧姆时禁止该延时电路。

该第二电流源的电流值远大于该第一电流源的电流值。

该第二电流源的输出端与第一电流源的输出端之间通过一隔离器件并联。

该隔离器件为二极管，该二极管的正极与该第一电流源的输出端相连，该二极管的负极与该第二电流源的输出端相连。

本发明针对上述技术问题而提出的技术方案还包括，提出一种开关电源控制器，包括一电源管理模块，还包括与该电源管理模块相连的、如上所述的延时电路，该延时电路中的计数器受控于该电源管理模块。

该开关电源控制器为一集成电路，该功能设定单元中的第二电流源的输出端与该集成电路的一引脚相连，该功能设定元件外接于该引脚。

还包括与该电源管理模块相连的一反馈与控制模块、一PWM模块和一驱动模块，以及与该PWM模块相连的一振荡器，该PWM模块串接在该反馈与控制模块和驱动模块之间。

与现有技术相比，本发明的延时电路及具有该延时电路的开关电源控制器，通过设置与振荡器串接一计数器，可以大大延长延时电路可支持的延时时间，并且能够以最小的资源实现开关电源控制器功能的扩充。

附图说明

图1是现有的AC/DC开关电源控制器的结构示意图。

图2是现有的AC/DC开关电源控制器中延时电路的电原理示意图。

图3是本发明的延时电路的电原理示意图。

图4是本发明的延时电路外接第二电容时的电原理示意图。

图5是本发明的延时电路外接电阻时的电原理示意图。

图6是本发明的AC/DC开关电源控制器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

本发明的延时电路，使用计数器进行多次循环的延时电路，参见图3，在现有的单延时电路基础上增加计数器U2，比较器U1每输出一次高电平，U2计数加1，当U2计数至指定次数n时Qn输出高电平，若此时故障依然则实施保护。总延时时间为：

。

本发明的延时电路，还可增设有一功能设定单元，其包括一第二电流源，该第二电流源是能够与该第一电流源相并联地配接一功能设定元件的，可以在集成电路的同一引脚通过连接不同的外部元件而实现多种不同的功能。

参见图4，当使用外部电容增加延时时间电路时，增加电流源I2（I2远大于I1）、诸如二极管之类的隔离器件D1和放电管Q2，当外部连接电容C2时，延时时间被改变，总延时时间为（忽略D1压降）：

。

参见图5，发明当使用外部电阻禁止电路延时功能时电路时，电阻R1使用远小于100k的电阻，且满足（忽略D1压降）：

。

这时，U1被锁定在低电平状态，U2无信号输入而停止计时，故障保护被禁止。

参见图5，发明当使用外部电阻但电路延时由内部决定时电路时，电阻R1使用100k或大于100k的电阻，且满足（忽略D1压降）：

。

这时，D1被反向偏置，电路延时时间仅由I1和C1决定。

参见图6，将上述本发明的延时电路具体应用于改进现有的AC/DC开关电源控制器，可以得到本发明的开关电源控制器。该开关电源控制器，包括一电源管理模块；一保护模式设定模块，由上述的延时电路构成，其与该电源管理模块相连，使得该延时电路中的计数器受控于该电源管理模块；一反馈与控制模块，其与该电源管理模块相连；一振荡器，其与该PWM模块相连；一PWM模块，其与该电源管理模块相连；以及一驱动模块，其与该电源管理模块相连。该PWM模块串接在该反馈与控制模块和驱动模块之间。该开关电源控制器为一集成电路，该功能设定单元中的第二电流源的输出端与该集成电路的一引脚相连，上述的模式设定用电容或电阻外接于该引脚。

在采用本发明实现的一款AC/DC开关电源控制器集成电路中，当封装形式为SOT23-6时，该引脚为第三脚；当封装形式为DIP8或SOP8时，该引脚为第五脚，相当于对原有的LN3C63型高性能AC/DC开关电源控制器中的、相对应引脚的兼容和功能扩展。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种延时电路，包括一比较器，其包括两输入端，其中一个输入端接一设定参考电平；一延时设定单元，其与该比较器的另一输入端相连，包括一第一电容、与该充电电容相配接的一第一电流源和一泄放开关，该泄放开关受控于该比较器的输出；其特征在于，还包括一计数器，对该比较器的输出脉冲进行计数。

2.依据权利要求1所述的延时电路，其特征在于，还包括一功能设定单元，其包括一第二电流源，该第二电流源是能够与该第一电流源相并联地配接一功能设定元件的。

3.依据权利要求2所述的延时电路，其特征在于，该功能设定元件是一第二电容，该第二电容使能该延时电路，该第二电容并与第一电容协同调节该比较器的输出脉冲。

4.依据权利要求2所述的延时电路，其特征在于，该功能设定元件是一电阻，该电阻在不小于100K欧姆时使能该延时电路，该电阻在远小于100K欧姆时禁止该延时电路。

5.依据权利要求2所述的延时电路，其特征在于，该第二电流源的电流值远大于该第一电流源的电流值。

6.依据权利要求2所述的延时电路，其特征在于，该第二电流源的输出端与该第一电流源的输出端之间通过一隔离器件并联。

7.依据权利要求6所述的延时电路，其特征在于，该隔离器件为二极管，该二极管的正极与该第一电流源的输出端相连，该二极管的负极与该第二电流源的输出端相连。

8.一种开关电源控制器，包括一电源管理模块，其特征在于，还包括与该电源管理模块相连的、如权利要求1至7任一项所述的延时电路，该延时电路中的计数器受控于该电源管理模块。

9.依据权利要求8所述的开关电源控制器，其特征在于，该开关电源控制器为一集成电路，该功能设定单元中的第二电流源的输出端与该集成电路的一引脚相连，该功能设定元件外接于该引脚。

10.依据权利要求8所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括与该电源管理模块相连的一反馈与控制模块、一PWM模块和一驱动模块，以及与该PWM模块相连的一振荡器，该PWM模块串接在该反馈与控制模块和驱动模块之间。

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