CN110380628B - 一种电源转换控制芯片及电源适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电源管理领域，公开了一种电源转换控制芯片及电源适配器，通过恒压恒流环路控制模块根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号；阈值选择模块根据负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压；逐周期限流模块根据目标参考电压和电流检测信号生成关断触发信号；RS触发器根据开启触发信号和关断触发信号生成原始驱动信号；PFM模块根据原始驱动信号生成PFM信号；驱动模块根据PFM信号生成PFM驱动信号；第一参考电压生成模块根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一参考电压；第二参考电压生成模块根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二参考电压；提高了的效率和动态特性，降低了噪声和待机功耗。

Description

一种电源转换控制芯片及电源适配器
技术领域
本发明属于电源管理领域，尤其涉及一种电源转换控制芯片及电源适配器。
背景技术
原边反馈方式的AC-DC控制技术是最近20年间发展起来的新型AC-DC控制技术，与传统的副边反馈开关电源结构相比，其最大的优势在于省去了隔离芯片以及与隔离芯片配合工作的一组元器件，这样就节省了电路板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。原边反馈直流电源在手机充电器等成本压力较大的应用领域，以及LED驱动电源等对体积要求很高的应用领域有较大的市场份额。
附图1给出了现有技术的一种原边反馈方式的电源转换控制芯片及其应用的结构框图，如图1所示，所述原边反馈AC-DC驱动电源包括电源转换控制芯片、变压器以及场效应管，所述变压器包括原边绕组Np、辅助绕组Na以及次级绕组Ns，所述电源转换控制芯片包括恒压恒流环路控制模块、内部基准源、RS触发器、PFM(Pulse frequency modulation，脉冲频率调制)模块、驱动模块、逐周期限流模块以及内建电源模块。在采用这种电源转换控制芯片构成的原边反馈AC-DC电源中，电阻R1和电阻R2构成取样电路，所述反馈信号输入端FB为辅助绕组Na电压反馈引入脚，并从第一电阻R1和第二电阻R2构成的取样电路中取得信号。电源转换控制芯片的反馈信号输入引脚FB连接到恒压恒流环路控制模块，用于根据输出电压或者输出电流的大小来调节电源转换控制芯片的工作频率，所述引脚CS为原边绕组Np电流检测信号引入脚，从场效应管源极电阻R4上取得信号，在电源转换控制芯片内部，检测电流输入引脚CS连接到逐周期限流模块的输入端。内建电源103用于产生芯片内部的供电电源；内部基准源102用于产生芯片内部各模块所需要的基准电压，其所产生的第一基准电压Ref_H和第二基准电压Ref_L输入到阈值选择模块，由负载侦测信号决定选择哪个电压作为逐周期限流模块的参考电压Ref；恒压恒流环路控制模块的输出端连接到RS触发器105的S端，作为本周期的开启信号；而逐周期限流模块的输出端的输出信号OCP连接到RS触发器105的R端，作为本周期的关断信号。所述RS触发器105的输出端(Q端)连接到PFM模块的输入端，PFM模块连接到驱动模块，所述驱动模块的输出端与电源转换控制芯片的驱动信号输出引脚OUT连接，驱动信号输出引脚OUT连接场效应管的栅极，用于驱动外部的场效应管。电源输入引脚VCC为电压转换控制芯片的电源引脚，用于为整个控制芯片接入外部电源；检测电流引脚CS为原边绕组Np电流侦测引脚，用于侦测原边绕组Np导通时的峰值电流，以实现各周期过程中的逐周期限流，进而使得每个周期传输的能量均相同；接地引脚GND为电压转换控制芯片的接地引脚。
当系统正常工作时，由于变压器原边绕组Np的极性相对辅助绕组Na和次级绕组Ns同名端相反，因此在原边绕组Np导通时，反馈信号输入引脚FB为负电压；当处于次级绕组Ns导通阶段时，由于辅助绕组Na与次级绕组Ns同名端极性相同，因此反馈信号输入引脚FB的电压为正电压，此时变压器次级绕组电压为Vs为Vo+Vz，辅助绕组电压Va为Vs×(NA/NS)，或者辅助绕组电压Va为VFB×R2/(R1+R2),因此输出电压Vo为VFB×R2×NS/[(R1+R2)*NA]-Vz，Vz为整流二极管D2的正向压降，也就是输出电压Vo是反馈电压VFB的函数，电源转换控制芯片通过恒压恒流环路控制模块来调节VFB到设定值，即可使得输出电压Vo稳定在设定值，此时系统工作在恒压模式；当系统工作在恒流模式时，次级绕组导通时间检测模块可通过侦测反馈信号输入引脚FB为正电压的时间来确定次级绕组Ns的导通时间Tons，并以此为依据来确定系统的工作周期T为K×Tons，其中K为比例系数。由于系统工作于断续模式，每个周期均要使原边绕组Np储存的能量全部在次级绕组Ns释放，这样次级绕组Ns的平均输出电流计算公式为Iout＝Ips×Tons/T＝Ipp×(NS/NP)×(1/K)，Ips为次级绕组Ns导通时的峰值电流，Ipp为原边绕组Np导通时的峰值电流，Ns为次级绕组Ns的圈数，Np为原边绕组Np的圈数。这样只要设定好峰值电流Ipp、比例系数K及变压器参数，那么次级绕组Ns的输出电流就是一个恒定值。
传统的原边反馈AC-DC驱动电源的检测电流的阈值一般分两段，当系统处于重载时负载侦测信号会选择较高的电压Ref_H作为逐周期限流模块的参考电压，当系统处于轻载时，则选择较低的电压Ref_L作为逐周期限流模块的参考电压，较低的电压Ref_L一般为较高的电压Ref_H的40％至67％，轻载时适当降低检测电流的阈值的好处是提高轻载或空载时的频率，从而降低轻载噪声，更好地平衡待机功耗和动态特性；其缺点是由于检测电流的阈值只有两个，在重载时，检测电流固定于较高的那个阈值，随着负载下降，周期变长但是检测电流的阈值不变，导通损耗占比较大，效率变差；在负载逐渐变化的过程中，检测电流的阈值会有一个突然跳变的过程，会引起输出电压的跳动；此外检测电流只有两段的话，灵活性不够，对噪声的改善也比较有限。
故传统的电源转换控制芯片存在仅有两个固定的检测电流的阈值从而导致灵活性差、导通损耗占比较大、效率低以及噪声大的缺陷。
发明内容
本发明提供了一种电源转换控制芯片及电源适配器，旨在解决传统的电源转换控制芯片存在的仅有两个固定的检测电流的阈值从而导致灵活性差、导通损耗占比较大、效率低以及噪声大问题。
本发明是这样实现的，其与变压器、第一采样模块、第二采样模块、单向导通模块以及第一场效应管连接，所述变压器的原边电感根据输入直流电生成原边绕组电流，所述第一场效应管根据PFM驱动信号连通或关断所述原边绕组电流，第二采样模块检测所述原边绕组电流以生成电流检测信号，所述变压器的辅助电感通过所述单向导通模块输出原始电压，所述第一采样模块根据所述原始电压生成第一采样电压，其特征在于，所述电源转换控制芯片包括：
与所述第一采样模块连接，用于根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号的恒压恒流环路控制模块；
用于根据所述负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压的阈值选择模块；
与所述阈值选择模块和所述第二采样模块连接，用于根据所述目标参考电压和所述电流检测信号生成关断触发信号的逐周期限流模块；
与所述恒压恒流环路控制模块和所述逐周期限流模块连接，用于根据所述开启触发信号和所述关断触发信号生成原始驱动信号的RS触发器；
与所述RS触发器连接，用于根据所述原始驱动信号生成PFM信号的PFM模块；
与所述PFM模块连接，用于根据所述PFM信号生成PFM驱动信号的驱动模块；
用于生成第一基准频率信号和第二基准频率信号的振荡器；
与所述PFM模块、所述振荡器和所述阈值选择模块连接，用于根据所述PFM信号和所述第一基准频率信号生成所述第一参考电压的第一参考电压生成模块；
与所述PFM模块、所述振荡器和所述阈值选择模块连接，用于根据所述PFM信号和所述第二基准频率信号生成所述第二参考电压的第二参考电压生成模块。
本发明实施例还一种电源适配器，其包括变压器、第一采样模块、第二采样模块、单向导通模块以及第一场效应管，所述电源适配器还包括如上述的电源转换控制芯片。
本发明实施例通过包括其与变压器、第一采样模块、第二采样模块、单向导通模块以及第一场效应管连接，第一场效应管根据PFM驱动信号连通或关断原边绕组电流，第二采样模块检测原边绕组电流以生成电流检测信号，变压器的辅助电感通过单向导通模块输出原始电压，第一采样模块根据原始电压生成第一采样电压，电源转换控制芯片包括恒压恒流环路控制模块、阈值选择模块、逐周期限流模块、RS触发器、PFM模块、驱动模块、振荡器、第一参考电压生成模块以及第二参考电压生成模块；恒压恒流环路控制模块根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号；阈值选择模块根据负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压；逐周期限流模块根据目标参考电压和电流检测信号生成关断触发信号；RS触发器根据开启触发信号和关断触发信号生成原始驱动信号；PFM模块根据原始驱动信号生成PFM信号；驱动模块根据PFM信号生成PFM驱动信号；振荡器生成第一基准频率信号和第二基准频率信号；第一参考电压生成模块根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一参考电压；第二参考电压生成模块根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二参考电压；由于设置了用于根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一参考电压的第一参考电压生成模块，以及用于根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二参考电压的第二参考电压生成模块，第一参考电压和第二参考电压可以随负载相应的改变，实现了在全负载范围内，检测电流的阈值随负载下降而逐渐下降法，从满载到中等载检测电流的阈值逐渐降低，降低了导通损耗；从中载到轻载，检测电流的阈值维持不变，频率逐渐降低，降低了开关损耗；从轻载到极轻载时，检测电流的阈值又逐渐降低，维持频率在预设值以上使得噪声最小；从极轻载到空载时，检测电流的阈值维持在最低值，频率逐渐降低，实现了低待机功耗和良好的动态响应。从而，通过灵活调节两个检测电流的阈值，让原边峰值电流和工作频率达到最佳的匹配，获得了更高的效率，更低的噪声，更好的动态特性以及更低的待机功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术发明，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的电源转换控制芯片的一种模块结构图；
图2为本发明实施例提供的电源转换控制芯片的一种模块结构图；
图3为本发明实施例提供的电源转换控制芯片的另一种模块结构图；
图4为本发明实施例提供的电源转换控制芯片第一参考电压生成模块的一种模块结构图；
图5为本发明实施例提供的电源转换控制芯片第二参考电压生成模块的一种模块结构图；
图6为本发明实施例提供的电源适配器的一种模块结构图；
图7为本发明实施例提供的电源适配器的一种示例电路结构图；
图8为本发明实施例提供的负载与检测电流的阈值/频率之间的关系图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图2示出了本发明实施例提供的电源转换控制芯片的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
上述电源转换控制芯片1，其与变压器3、第一采样模块4、第二采样模块5、单向导通模块6以及第一场效应管M1连接，变压器3的原边电感Np根据输入直流电生成原边绕组电流，第一场效应管M1根据PFM驱动信号连通或关断原边绕组电流，第二采样模块5检测原边绕组电流以生成电流检测信号，变压器3的辅助电感Na通过单向导通模块6输出原始电压，第一采样模块4根据原始电压生成第一采样电压，电源转换控制芯片1包括恒压恒流环路控制模块101、阈值选择模块104、逐周期限流模块108、RS触发器105、PFM模块106、驱动模块107、振荡器113、第一参考电压生成模块10以及第二参考电压生成模块20。
恒压恒流环路控制模块101与第一采样模块4连接，用于根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号；阈值选择模块104用于根据负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压；逐周期限流模块108与阈值选择模块104和第二采样模块5连接，用于根据目标参考电压和电流检测信号生成关断触发信号；RS触发器105与恒压恒流环路控制模块101和逐周期限流模块108连接，用于根据开启触发信号和关断触发信号生成原始驱动信号；PFM模块106与RS触发器105连接，用于根据原始驱动信号生成PFM信号；驱动模块107与PFM模块106连接，用于根据PFM信号生成PFM驱动信号；振荡器113用于生成第一基准频率信号和第二基准频率信号；第一参考电压生成模块10与PFM模块106、振荡器113和阈值选择模块104连接，用于根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一参考电压；第二参考电压生成模块20与PFM模块106、振荡器113和阈值选择模块104连接，用于根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二参考电压。
其中，恒压恒流环路控制模块101的第一采样电压输入端构成电源转换控制芯片1的反馈信号输入端FB，驱动模块107的PFM驱动信号输出端构成电源转换控制芯片1的驱动信号输出端OUT，逐周期限流模块108的电流检测信号输入端构成电源转换控制芯片1的检测电流输入端CS。
如图3所示，电源转换控制芯片1还包括电源模块103。
电源模块103与单向导通模块6连接，用于根据原始电压生成第一电源以对各个功能模块进行供电。
其中，电源模块103的输入端构成电源转换控制芯片1的电源输入端。
如图4所示，第一参考电压生成模块10包括第一比较器114、第一计数模块109以及第一数模转换模块110。
第一比较器114与PFM模块106和振荡器113连接，用于根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一比较信号；第一计数模块109与第一比较器114连接，用于根据第一比较信号进行步进递增计数或者步进递减计数以生成第一数值信号；第一数模转换模块110与第一计数模块109和阈值选择模块104连接，用于根据第一数值信号生成第一参考电压。
第一比较器114具体用于：当PFM信号的频率大于第一基准频率信号的频率时，生成第二电平的第一比较信号；当PFM信号的频率小于第一基准频率信号的频率时，生成第一电平的第一比较信号。
第一计数模块109具体用于：根据第二电平的第一比较信号进行步进递减计数，或者根据第一电平的第一比较信号进行步进递增计数，以生成第一数值信号。
其中，第一电平和第二电平反相。
如图5所示，第二参考电压生成模块20包括第二比较器115、第二计数模块111以及第二数模转换模块112。
第二比较器115与PFM模块106和振荡器113连接，用于根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二比较信号；第二计数模块111与第二比较器115连接，用于根据第二比较信号进行步进递增计数或者步进递减计数以生成第二数值信号；第二数模转换模块112与第二计数模块111和阈值选择模块104连接，用于根据第二数值信号生成第二参考电压。
第二比较器115具体用于：当PFM信号的频率大于第二基准频率信号的频率时，生成第三电平的第二比较信号；当PFM信号的频率小于第二基准频率信号的频率时，生成第四电平的第二比较信号。
第二计数模块111具体用于：根据第三电平的第二比较信号进行步进递减计数，或者根据第四电平的第二比较信号进行步进递增计数，以生成第二数值信号。
其中，第三电平和第四电平反相。
第一计数模块109和第二计数模块111可以为多位双向计数器。
基于上述的电源转换控制芯片1，本发明实施例还提供一种电源适配器，如图2所示，其包括变压器3、第一采样模块4、第二采样模块5、单向导通模块6以及第一场效应管M1，电源适配器还包括如上述的电源转换控制芯片1。
具体实施中，如图6所示，电源适配器还可以包括滤波模块7。
滤波模块7与单向导通模块6和恒压恒流环路控制模块101连接，用于对原始电压进行滤波。
具体实施中，电源适配器还可以包括整流模块2。
整流模块2与变压器3连接，用于根据输入交流电生成输入直流电。
图7示出了本发明实施例提供的电源适配器的一种示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
第一采样模块4包括第一电阻R1和第二电阻R2。
第一电阻R1的第一端为第一采样模块4的输入端，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端共同构成第一采样模块4的输出端，第二电阻R2的第二端与电源地连接。
第二采样模块5包括第三电阻R3。
单向导通模块6包括第一二极管D1。
以下结合工作原理对图7所示的电源适配器作进一步说明：
变压器3的原边电感根据输入直流电生成原边绕组电流，第三电阻R3检测原边绕组电流以生成电流检测信号，变压器3的辅助电感通过第一二极管D1输出原始电压，第一电阻R1和第二电阻R2对原始电压进行分压以生成第一采样电压。
恒压恒流环路控制模块101根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号；振荡器113生成第一基准频率信号和第二基准频率信号。第一比较器114当PFM信号的频率大于第一基准频率信号的频率时，生成第二电平的第一比较信号；当PFM信号的频率小于第一基准频率信号的频率时，生成第一电平的第一比较信号。第一计数模块109根据第二电平的第一比较信号进行步进递减计数，或者根据第一电平的第一比较信号进行步进递增计数，以生成第一数值信号。第一数模转换模块110根据第一数值信号生成第一参考电压。
第二比较器115当PFM信号的频率大于第二基准频率信号的频率时，生成第三电平的第二比较信号；当PFM信号的频率小于第二基准频率信号的频率时，生成第四电平的第二比较信号。第二计数模块111根据第三电平的第二比较信号进行步进递减计数，或者根据第四电平的第二比较信号进行步进递增计数，以生成第二数值信号。第二数模转换模块112根据第二数值信号生成第二参考电压。
阈值选择模块104根据负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压；逐周期限流模块108根据目标参考电压和电流检测信号生成关断触发信号；RS触发器105根据开启触发信号和关断触发信号生成原始驱动信号；PFM模块106根据原始驱动信号生成PFM信号；驱动模块107根据PFM信号生成PFM驱动信号；第一场效应管M1根据PFM驱动信号连通或关断原边绕组电流。
例如，当系统处于重载时阈值选择模块104会选择较高的第一参考电压Ref1作为逐周期限流模块108的参考电压；此时第一比较模块会把PFM信号的频率与50KHz的第一基准频率信号相比较，当负载加重时，PFM信号的频率高于50KHz，第一比较模块输出第二电平的第一比较信号，则第一计数模块109(多位双向计数器)根据第二电平的第一比较信号进行递增计数，第一数模转换模块110输出的第一参考电压Ref1就增加一个步长约8mv，这样由于系统工作于断续模式，每个周期传输的能量P为0.5*(Ipp)2*Lp，其中Lp为变压器3原边绕组Np的电感量，第一参考电压Ref1增大了，原边绕组Np导通时的峰值电流Ipp就同比例增大，每个周期传输的能量就会增大，工作频率就会下降；如果下个周期频率仍然大于50KHz，那么检测电流的阈值继续增加，直到将系统工作频率下降到50KHz以下为止。
反之，当频率低于50KHz时，第一比较模块输出第一电平的第一比较信号，则第一计数模块109(多位双向计数器)根据第一电平的第一比较信号进行递减计数，第一数模转换模块110输出的第一参考电压Ref1就下降一个步长约8mv，原边绕组Np导通时的峰值电流Ipp就同比例下降，每个周期传输的能量就会减小，工作频率就会上升；如此反复直到频率大于50KHz为止。
这样，当系统稳定后，电源转换控制芯片1通过调节检测电流的阈值，将频率稳定在50KHz附近(对应图8中“中重载”段)；另外第一数模转换模块110输出的第一参考电压Ref1设有上限0.5V和下限0.25V；当负载很重时，检测电流持续上升，直到上限0.5V后，检测电流无法再上升，此时负载如果继续加重，频率就会超过50KHz(对应图8中“重载到满载”段)；反之如果负载变轻，检测电流持续下降，直到下限0.25V后无法继续下降，此时如果负载继续变轻，PFM信号的频率会从50KHz开始下降，检测电流的阈值维持0.25V，直到频率下降到22KHz(对应图8中“中轻载”段)。
当频率下降到22KHz后，阈值选择模块104会在负载侦测信号的使能下，将逐周期限流比较器的参考电压切换成第二参考电压Ref2，在这个阶段，PFM信号和22KHz的第二基准频率信号相比较，如果PFM信号的频率高于22KHz则第二比较模块输出第三电平的第二比较信号，第二计数模块111(多位双向计数器)根据第三电平的第二比较信号进行递增计数，第二数模转换模块112输出的第二参考电压Ref2就增加一个步长约4mv，每个周期传输的能量就相应的增大，PFM信号的频率就下降，如此反复，直到将PFM信号的频率下降到22KHz以下；反之如果频率低于22KHz时，则第二比较模块输出第四电平的第二比较信号，第二计数模块111根据第四电平的第二比较信号进行递减计数，第二数模转换模块112输出的第二参考电压Ref2就下降一个步长约4mv，原边绕组Np导通时的峰值电流Ipp就同比例下降，每个周期传输的能量就会减小，工作频率就会上升；如此反复直到频率大于22KHz为止。在本阶段检测电流的最低值被设定在125mv(对应图8中“轻载”段)。
当负载继续下降时，由于检测电流已经达到最低阈值125mv了，此时由环路调节让频率继续降低，直到空载时，降到最低频率，约500Hz(对应图7中“极轻载”段)。
本发明实施例通过恒压恒流环路控制模块根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号；阈值选择模块根据负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压；逐周期限流模块根据目标参考电压和电流检测信号生成关断触发信号；RS触发器根据开启触发信号和关断触发信号生成原始驱动信号；PFM模块根据原始驱动信号生成PFM信号；驱动模块根据PFM信号生成PFM驱动信号；第一参考电压生成模块根据PFM信号和第一基准频率信号生成第一参考电压；第二参考电压生成模块根据PFM信号和第二基准频率信号生成第二参考电压；灵活调节了两个检测电流的阈值，让原边峰值电流和工作频率达到最佳的匹配，获得了更高的效率，更低的噪声，更好的动态特性以及更低的待机功耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电源转换控制芯片，其与变压器、第一采样模块、第二采样模块、单向导通模块以及第一场效应管连接，所述变压器的原边电感根据输入直流电生成原边绕组电流，所述第一场效应管根据PFM驱动信号连通或关断所述原边绕组电流，第二采样模块检测所述原边绕组电流以生成电流检测信号，所述变压器的辅助电感通过所述单向导通模块输出原始电压，所述第一采样模块根据所述原始电压生成第一采样电压，其特征在于，所述电源转换控制芯片包括：
与所述第一采样模块连接，用于根据第一采样电压生成开启触发信号和负载侦测信号的恒压恒流环路控制模块；
用于根据所述负载侦测信号、第一参考电压以及第二参考电压生成目标参考电压的阈值选择模块；
与所述阈值选择模块和所述第二采样模块连接，用于根据所述目标参考电压和所述电流检测信号生成关断触发信号的逐周期限流模块；
与所述恒压恒流环路控制模块和所述逐周期限流模块连接，用于根据所述开启触发信号和所述关断触发信号生成原始驱动信号的RS触发器；
与所述RS触发器连接，用于根据所述原始驱动信号生成PFM信号的PFM模块；
与所述PFM模块连接，用于根据所述PFM信号生成PFM驱动信号的驱动模块；
用于生成第一基准频率信号和第二基准频率信号的振荡器；
与所述PFM模块、所述振荡器和所述阈值选择模块连接，用于根据所述PFM信号和所述第一基准频率信号生成所述第一参考电压的第一参考电压生成模块；
与所述PFM模块、所述振荡器和所述阈值选择模块连接，用于根据所述PFM信号和所述第二基准频率信号生成所述第二参考电压的第二参考电压生成模块；
所述第一参考电压生成模块包括：
与所述PFM模块和所述振荡器连接，用于根据所述PFM信号和所述第一基准频率信号生成第一比较信号的第一比较器；
与所述第一比较器连接，用于根据所述第一比较信号进行步进递增计数或者步进递减计数以生成第一数值信号的第一计数模块；
与所述第一计数模块和所述阈值选择模块连接，用于根据所述第一数值信号生成所述第一参考电压的第一数模转换模块；
所述第一比较器具体用于：
当所述PFM信号的频率大于所述第一基准频率信号的频率时，生成第二电平的所述第一比较信号；当所述PFM信号的频率小于所述第一基准频率信号的频率时，生成第一电平的所述第一比较信号；
第一计数模块具体用于：
根据第二电平的所述第一比较信号进行步进递减计数，或者根据第一电平的所述第一比较信号进行步进递增计数，以生成所述第一数值信号。
2.如权利要求1所述的电源转换控制芯片，其特征在于，所述电源转换控制芯片还包括：
与所述单向导通模块连接，用于根据所述原始电压生成第一电源以对各个功能模块进行供电的电源模块。
3.如权利要求1所述的电源转换控制芯片，其特征在于，所述第二参考电压生成模块包括：
与所述PFM模块和所述振荡器连接，用于根据所述PFM信号和所述第二基准频率信号生成第二比较信号的第二比较器；
与所述第二比较器连接，用于根据所述第二比较信号进行步进递增计数或者步进递减计数以生成第二数值信号的第二计数模块；
与所述第二计数模块和所述阈值选择模块连接，用于根据所述第二数值信号生成所述第二参考电压的第二数模转换模块。
4.如权利要求3所述的电源转换控制芯片，其特征在于，所述第二比较器具体用于：
当所述PFM信号的频率大于所述第二基准频率信号的频率时，生成第三电平的所述第二比较信号；当所述PFM信号的频率小于所述第二基准频率信号的频率时，生成第四电平的所述第二比较信号；
第二计数模块具体用于：
根据第三电平的所述第二比较信号进行步进递减计数，或者根据第四电平的所述第二比较信号进行步进递增计数，以生成所述第二数值信号。
5.一种电源适配器，其包括变压器、第一采样模块、第二采样模块、单向导通模块以及第一场效应管，其特征在于，所述电源适配器还包括如权利要求1至4任意一项所述的电源转换控制芯片。
6.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，所述第一采样模块包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端为所述第一采样模块的输入端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端共同构成所述第一采样模块的输出端，所述第二电阻的第二端与电源地连接。
7.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，所述第二采样模块包括第三电阻。
8.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于，所述电源适配器还包括：
与所述单向导通模块和所述恒压恒流环路控制模块连接，用于对所述原始电压进行滤波的滤波模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113811041B (zh) * 2020-06-16 2024-03-05 矽诚科技股份有限公司 具有休眠模式的发光二极管模组及发光二极管灯串
CN112542954B (zh) * 2020-12-16 2022-06-24 南京微盟电子有限公司 一种适用于dcm的自适应软驱动控制电路
CN112737339B (zh) * 2020-12-16 2022-06-24 南京微盟电子有限公司 一种自适应软驱动控制电路
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CN113315380B (zh) * 2021-05-25 2022-09-02 上海晶丰明源半导体股份有限公司 一种开关电源控制电路及系统，以及控制方法
CN113961029A (zh) * 2021-12-23 2022-01-21 苏州浪潮智能科技有限公司 一种提高输出电压精度的方法、装置及介质
CN117691861A (zh) * 2023-12-12 2024-03-12 山东艾诺智能仪器有限公司 一种用于直流电源的恒压恒流模式切换控制方法及系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761274B (zh) * 2012-06-26 2015-08-19 深圳市稳先微电子有限公司 原边反馈ac-dc开关电源的阀值抖频控制系统和方法
CN102769376B (zh) * 2012-08-03 2014-11-05 成都启臣微电子有限公司 功率因数矫正装置、交流直流变换器及功率因数矫正方法
CN105406740B (zh) * 2015-12-31 2017-12-29 浙江大学 一种实现ac‑dc开关电源低待机功耗的控制芯片

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