CN110854819A - 一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路，该方法应用于包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，包括：当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成，从而基于Xcap电容放电和输入欠压保护Brownout功能集成芯片的同一管脚进行高压启动，进一步提高了开关电源效率。

Description

一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，更具体地，涉及一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路。

背景技术

在30W以上的开关电源尤其是反激式开关电源产品中，为了改善电磁干扰EMI特性往往在交流输出端增加滤波网路，Xcap电容就是其中的重要元件，然后在加入了Xcap电容后，在交流电断开时Xcap电容可能会存在大量电荷，需要及时泄放。现有技术中Xcap电容放电的通常做法是并联大电阻至Xcap电容上，而这种方式在开关电源正常工作时会带来较大损耗，尤其是在目前追求低待机功耗的市场环境下，并联大电阻放电的方式难以同时满足Xcap电容放电快和开关电源待机功耗小的要求。

另外，随着开关电源技术的不断发展，大功率开关电源对于输入欠压保护Brownout功能的需求也越来也明显。

发明人在实现本发明的过程中发现，将高压启动、Xcap电容放电、输入欠压保护Brownout功能集成芯片的同一管脚，在实现上述功能的情况下，其效率有了显著的提供。

由此可见，如何将Xcap电容放电和输入欠压保护Brownout功能集成芯片的同一管脚进行高压启动，进一步提高开关电源效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法，用以解决现有技术中难以提升反激式开关电源的效率的技术问题，该方法应用于包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，包括：

当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；

其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成。

优选的，还包括：

当所述第一驱动信号为高电平时，输出使所述Xcap电容放电电路导通的第三驱动信号，以使所述Xcap电容放电电路导通。

优选的，还包括：

当所述第一驱动信号为低电平时，使所述开关电源的延时模块获得清零信号，根据所述清零信号清除所述延时模块存储的计时记忆。

优选的，在所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号之前，还包括：

当所述第一驱动信号为高电平时，根据输入电压波谷至波峰时间间隔输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号；

在所述输入欠压保护电路导通情况下，获得至少一个表征所述开关电源输入电压的电流，其中所述电流采集次数对应于所述脉冲信号发射次数。

优选的，所述第三驱动信号通过以下方式产生，

若接收所述第一驱动信号为高电平且维持预设时长，输出使所述Xcap电容放电电路导通的高电平第三驱动信号，其中所述高电平第三驱动信号在所述Xcap电容放电电路导通过程中维持高电平。

相应地，本发明还提出了一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，应用于包括逻辑模块和主控制开关的开关电源中，包括电阻模块、第一开关和比较器构成的驱动电路；

所述电阻模块包括串联的第一低压电阻和第二低压电阻，所述电阻模块一端与所述第一开关连接，另一端接地，所述开关电源输入电压通过所述电阻模块的过程中由所述比较器感测分压电压；

所述比较器与所述第一低压电阻和第二低压电阻的公共端连接，用于输出根据所述分压电压与预设电压的比较结果确定的第一驱动信号。

优选的，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平，采集的表征输入电压的电流小于预设电流时，输出第二驱动信号使所述开关电源进入欠压保护模式。

所述Xcap电容放电电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平时输出第三驱动信号，所述第三驱动信号使所述Xcap电容放电电路第二开关导通，以使所述开关电源Xcap电容放电。

优选的，

所述输入欠压保护电路包括：第一延时模块、第二开关、电流采样模块、输入欠压保护模块和计时器，其中，所述第一延时模块一端与所述比较器输出端连接，另一端依次与所述第三开关、电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述第二开关另一端与所述第一开关连接。

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第三开关，其中，所述第三开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端与所述第二延时模块连接，第二端与所述第一开关和第二开关公共端连接，第三端接地。

优选的，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路包括第一延时模块、第四开关、电流采样模块、输入欠压保护模块、计时器，其中所述第四开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端依次与所述第一延时模块和比较器输出端连接，所述第二端依次与电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述输入欠压保护模块输出端与所述开关电源的逻辑控制模块连接，所述第四开关第三端与所述第一开关连接；

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第四开关、所述电流采样模块，其中，所述第四开关第一端还依次与所述第二延时模块和比较器输出端连接，所述电流采样模块接地。

优选的，

当所述第一驱动信号为高电平时，所述输入欠压保护电路输出脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于所述输入电压波谷至波峰时间间隔。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

本发明公开了一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路，该方法应用于包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，包括：当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成，从而基于Xcap电容放电和输入欠压保护Brownout功能集成芯片的同一管脚进行高压启动，进一步提高了开关电源效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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所示为本发明实施例中的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法流程示意图；

图2所示为本发明实施例中的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法原理示意图；

图3所示为本发明实施例中一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护电路的结构示意图；

图4所示为本发明另一实施例中一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护电路的结构示意图；

图5所示为本发明又一实施例中一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如背景技术所述，现有技术中难以提升反激式开关电源的效率。

为解决上述问题，如图1所述，本申请实施例提出了一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法，应用于包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，该方法包括：

步骤S101，当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；

其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成。

具体的，对于输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，频繁的电流采样，即上述的输入欠压保护电路的频繁导通，不仅增加了元器件导通、关断损耗，且每次导通均与地接通造成开关电源接地损耗，从而降低开关电源的效率。因此，在包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，有必要降低电流采样频次，即降低输入欠压保护电路导通频率，根据开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生产第一驱动信号，当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，各脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，从而降低了电流采样频率。

本领域技术人员通过感测输入电压分压电压实现电流采样控制，也可以通过感测输出电压/电流变化实现电流采样控制，或可通过外接电路实现分压电压感测从而控制电流采样，这并不影响本申请的保护范围。

为使Xcap电容中的电荷得到泄放，在本申请优选的实施例中，当所述第一驱动信号为高电平时，输出使所述Xcap电容放电电路导通的第三驱动信号，以使所述Xcap电容放电电路导通。

具体的，通过分压信号与预设电压的比较结果生产第一驱动信号，在驱动输入欠压保护电路同时，根据预设条件，即持续预设时长后输出使所述Xcap电容放电电路导通的第三驱动信号，以使所述Xcap电容放电电路导通，使开关电源实现Xcap电容放电。

需要说明的是，根据Xcap电容中的电荷的多少，本领域技术人员可灵活设定Xcap电容放电电路导通的时间，这并不影响本申请的保护范围。

为准确触发进入所述欠压保护模式，在本申请优选的实施例中，在所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号之前，还包括：

当所述第一驱动信号为高电平时，根据输入电压波谷至波峰时间间隔输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号；

在所述输入欠压保护电路导通情况下，获得至少一个表征所述开关电源输入电压的电流，其中采集所述电流次数对应于所述脉冲信号发射次数。

具体的，输入欠压保护电路通过采集表征所述开关电源输入电压的电流与预设电流比较获得第二驱动信号，因此，在获得第二驱动信号前，当所述第一驱动信号为高电平时，根据输入电压波谷至波峰时间间隔输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号；在输入欠压保护电路导通情况下，根据获得的脉冲信号发射次数，获得对应的表征所述开关电源输入电压的电流。

需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，本领域技术人员可灵活设定获取表征所述开关电源输入电压的电流的次数，这并不影响本申请的保护范围。

为了获得第三驱动信号，本申请的优选实施例中，若接收所述第一驱动信号为高电平且维持预设时长，输出使所述Xcap电容放电电路导通的高电平第三驱动信号，其中所述第三驱动信号在所述Xcap电容放电电路导通过程中维持高电平。

如上所述，对于在输入电压断开后，说明Xcap电容可能存在大量电荷，需要及时泄放，否则影响开关电源的正常使用。通过接收所述第一驱动信号为高电平且维持预设时长，判断输入电压已经断开，输出使所述Xcap电容放电电路导通的高电平第三驱动信号，使Xcap电容放电电路导通，实现Xcap电容电荷的泄放。在本申请的具体应用场景中，如图4所示，在第一驱动信号clear为高电平且维持t4时长，获得第三驱动信号vgm使Xcap电容放电电路导通过程中，因电路导通而导致第一驱动信号clear变低时，第三驱动信号vgm则会随之降低，可能出现Xcap电容电荷未泄放完而Xcap电容放电电路截止情况。为了避免上述问题的发生，本公开在Xcap电容放电电路导通过程，第三驱动信号vgm呈锁定状态即维持高电平t5时长，使Xcap电容放电完成。

需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，本领域技术人员可通过在第二延时模块2内部设定锁定时长控制第三驱动信号vgm维持高电平，还可通过外接电路使其输出的第三驱动信号vgm维持高电平。或者通过对第一驱动信号clear进行控制，使其在Xcap电容放电电路导通过程中，不受第三驱动信号vgm的影响。

为了实现电流采样的周期性，本申请的优选实施例中，当所述第一驱动信号为低电平时，使所述开关电源的延时模块获得清零信号，根据所述清零信号清除所述延时模块存储的计时记忆。

如上所述，本公开通过降低电流采样的频率，即减少输入欠压保护电路的导通频次达到提高开关电源效率的目的，而降低输入欠压保护电路导通频次则就是减少脉冲信号的发射频次，脉冲信号的发射频次对应于输入电压波谷至波峰时间间隔。在实际应用过程中，输入电压波峰至波谷时间间隔可通过测试进行计算获得，因此判断输入电压波谷位置，并在每个波谷出现后清除前一次的存储的时间记忆尤为重要，所以有必要在，当所述第一驱动信号为低电平时，使所述延时模块获得清零信号，根据所述的清零信号清除所述延时模块存储的计时记忆。

本领域技术人员可灵活设定不同的延时时长使延时模块进行清零处理，这并不影响本申请的保护范围。

通过应用以上技术方案，在包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成，从而基于Xcap电容放电和输入欠压保护Brownout功能集成芯片的同一管脚进行高压启动，进一步提高了开关电源效率。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

如图2所示为本发明实施例中的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法原理示意图，如图4所示为本发明实施例中一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护电路的结构示意图，在开关电源获得启动电压Vcc电压值达到启动要求后始能信号uvloH变为高电平，使开关电源主控制开关M0获得周期性控制信号，则说明开关电源导通；开关电源导通后，通过感测分压电压而获得分压信号Vbus，当分压信号Vbus大于预设电压Vth时，输出高电平第一驱动信号clear；在第一驱动信号clear为高电平时，根据预测的时间间隔输出至少一次脉冲信号sample使输入欠压保护电路导通，对表征输入电压的电流进行采样；当采集电流小于预设电流Ith时，说明输入电压不能满足开关电源需求，输出第二驱动信号gate使主控制开关M0截止，达到欠压保护目的。

本实施例公开的方法与现有技术通过固定时长输出多个脉冲信号使输入欠压保护电路导通不同，本公开输出的多个脉冲信号时间间隔并非固定频繁的时间间隔，而是根据检测的输入电压波谷到波峰时间间隔来预测波峰时间，根据预测的波峰时间进行电流采样。本公开的电流采样方式不仅能够达到准确跟踪输入电压波峰的目的，并且降低了采样频率，减少了开关电源的损耗，从而提高了开关电源的效率。

更进一步的是，本公开的表征输入电压的电流的采样方式可应用于各种频率的输入电压的电流采样控制，这是因为，本公开的输入欠压保护电路导通则进行一次电流采样，获得一次脉冲信号则会使输入欠压保护电路导通一次，而输出脉冲信号与输入电压波谷至波峰时间间隔有关，也就是说，输入欠压保护电路导通与输入电压有关，无论输入电压波谷与波峰时间间隔如何变化，本公开都会根据其间隔获得脉冲信号，使输入欠压保护电路导通进行电流采样，且其采集的电流可准确的表征输入电压情况。

上述实施例是通过感测输入电压分压电压实现电流采样控制，也可以通过感测输出电压/电流变化实现电流采样控制，或可通过外接电路实现分压电压感测从而控制电流采样。

当第一驱动信号clear为高电平时，根据预测的输入电压波谷至波峰时间间隔t1输出一次脉冲信号sample1，使输入欠压保护电路导通进行一次电流采样获得第一电流I1。为了确保采样的准确性，在预测时间t2时输出二次脉冲信号sample2，使输入欠压保护电路导通进行二次电流采样获得第二电流I2。该采样方式是根据输入电压波谷与波峰时间间隔预测来控制的，其进行两次采样是为了确保采样的准确性，满足不同频率输入电压的需求，因此本公开可适用于不同频率的输入电压的开关电源。

进行电流采样目的在于检测输入电压变化，判断是否进入欠压保护模式，而其具体判断过程如下：

通过比较电路I与预设电流Ith，输出使主控制开关M0截止，开关电源进入欠压保护模式。具体过程为，将获得的表征所述开关电源输入电压的电流I小于预设电流Ith进行比较，当电压的电流I小于预设电流Ith且维持t3时长，则说明输入电压低，输出第四驱动信号bwn使第二驱动信号gate为低电平，控制主控制开关M0截止，开关电源进入欠压保护模式。当获得电流I大于等于预设电流Ith或电流I小于预设电流Ith且维持小于t3时长时，则说明输入电压满足开关电源需求，主控制开关M0则工作在周期性的导通或截止状态。

上述过程说明了在第一驱动信号clear为高电平时，获取电流I的过程以及如何判断进入欠压保护模式。

在第一驱动信号clear为低电平时开关电源工作过程如下：

当感测的分压电压Vbus小于预设电压Vth1时，所述第一驱动信号clear为低电平，说明输入电压处于波谷位置，开关电源延时模块获得清零信号，延时模块内存储的计时被清除，为第一驱动信号clear变为高电平做准备，也就是说，当第一驱动信号clear变为高电平时，重新开始计时。

上述实施例与现有技术采用固定时长进行频繁电流采样不同，本公开通过上述方式可以实现输入电压波谷位置检测，而波谷的检测则在实现波谷至波峰时间间隔的预测同时，实现了电流采样的周期性。其电流采样周期即输入电压第一个波谷与第二个波谷之间为电流采样的一个周期，第二个波谷至第三个波谷之间为电流采样的另一周期，且在每个周期内，根据波谷与波峰的时间间隔进行至少一次电流采样。需要说的是，电流采样在一个周期结束即检测到波谷时，其将输出清零信号将前一个周期内的电流采样时间清除无论采样时长是否执行完成，在下一个周期开始时重新开始计时。

当第一驱动信号clear为高电平且维持一定时长时，则说明输入电压断开，说明Xcap电容可能会存在大量电荷，需要及时泄放，因此，输出第三驱动信号vgm使Xcap电容放电电路导通，实现电荷的泄放。

具体的，在第一驱动信号clear为高电平且维持t4时长，获得第三驱动信号vgm使Xcap电容放电电路导通过程中，因电路导通而导致第一驱动信号clear变低时，第三驱动信号vgm则会随之降低，可能出现Xcap电容电荷未泄放完而Xcap电容放电电路截止情况。为了避免上述问题的发生，本公开在Xcap电容放电电路导通过程，第三驱动信号vgm呈锁定状态即维持高电平t5时长，使Xcap电容放电完成。

在第一驱动信号clear为高电平且维持时长小于t4时长和或所述第一驱动信号clear为低电平时，说明无交流电压输入那么Xcap电容无需进行电荷泄放，则无第三驱动信号vgm输出，那么主控制开关M0则工作在周期性的导通或截止状态。

开关电源中的Xcap电容放电电路导通与输入欠压保护电路导通均是通过第一驱动信号clear控制，该方法使开关电源控制方式更加简单，使得控制电路设计简单化，更有利于技术的实现。

如图3所示为本发明实施例中一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护电路的结构示意图，包括第一开关M1、第一低压电阻Rsh、第二低压电阻Rsl、比较器构成的驱动电路，比较器通过第一低压电阻Rsh和第二低压电阻Rsl感测分压电压Vbus，当分压电压Vbus大于等于预设电压Vth时，输出高电平的第一驱动信号clear至输入欠压保护电路2和Xcap电容放电电路3，经过预设时长后分别导通，说明输入电压处于非波谷位置；当分压电压Vbus小于预设电压Vth时，输出低电平第一驱动信号clear至输入欠压保护电路2和Xcap电容放电电路3，说明输入电压处于波谷位置，输入欠压保护电路2和Xcap电容放电电路3中的延时模块获得清零信号，延时模块内存储的计时被清除，为第一驱动信号clear变为高电平做准备，也就是说，当第一驱动信号clear变为高电平时，重新开始计时。

上述实施例可进行输入电压的波谷检测，降低了输入欠压保护电路2的采样频率，也就是说，在一个采样周期内，本公开仅需要采集两次电流即可实现输入电压的监控。

具体的，本公开以输入电压波谷为上一个周期的结束点和下一个周期的起始点，即，当检测到波谷时，第一驱动信号clear变为低电平，延时模块内存储的计时被清除，也就意味着上一个周期采样已经结束，下一个周期即将开启，实现了输入欠压保护电路2的采样周期性。

另外，本公开并非采用固定时长不间断采样的方式，而是在一个采样周期内，通过对输入电压波谷的检测实现波谷至波峰时间间隔的计算，根据时间间隔在输入电压波峰位置进行电流采样。即，在每一采样周期内，根据波谷与波峰的时间间隔仅进行两次电流采样。并且，电流采样在一个周期结束即检测到波谷时，其将输出清零信号将前一个周期内的电流采样时间清除无论采样时长是否执行完成，在下一个周期开始时重新开始计时。

如图4所示，输入欠压保护电路2包括第一延时模块1、第三开关M3、电流采样模块、输入欠压保护模块和计时器，其中，第一延时模块一端与比较器输出端连接，另一端依次与所述第三开关M3、电流采样模块、输入欠压保护模块Brownout输入连接，计时模块输入和输出端与所输入欠压保护模块Brownout连接，所述第三开关M3另一端与所述第一开关M1连接，用于在第一驱动信号clear为高电平，采集的表征输入电压的电流Ihv小于预设电流I时，输出第二驱动信号gate使所述开关电源进入欠压保护模式。Xcap电容放电电路包括第二延时模块2、第二开关M2，其中，所述第二开关M2包括第一端、第二端、第三端，第一端与第二延时模块2连接，第二端与所述第一开关M1和第三开关M3公共端连接，第三端接地，以使所述开关电源Xcap电容放电。

具体的，输入欠压保护电路第一延时模块1接收的第一驱动信号clear为高电平时，第一延时模块1根据预设时长t1输出一次脉冲信号sample1至第三开关M3使其导通，电流采样模块进行一次电流采样获得第一电流I1，输入欠压保护模块Brownout将接收第一电流I1与预设电流Ith进行比较，当第一电流I1小于预设电流Ith且维持t3时长，则说明输入电压低，输出第四驱动信号bwn使第二驱动信号gate为低电平，控制主控制开关M0截止，开关电源进入欠压保护模式。为了确保采样的准确性，第一延时模块1根据预测时间t2时输出二次脉冲信号sample2，使输入欠压保护电路导通进行二次电流采样获得第二电流I2；输入欠压保护模块Brownout将接收第二电流I2与预设电流Ith进行比较，当第二电流I2小于预设电流Ith且维持t3时长，则说明输入电压低，输出第四驱动信号bwn使第二驱动信号gate为低电平，控制主控制开关M0截止，开关电源进入欠压保护模式。当输入欠压保护模块Brownout预设电流Ith大于第一电流I1和或第二电流I2，或第一电流I1和或第二电流I2小于预设电流Ith且维持时长小于t3时，无驱动信号输出，主控制开关M0工作在周期性控制模式下。

上述实施例中判断开关电源是否进入欠压保护模式，需要进行电流采样，即表征开关电源输入电压的电流第一电流I1和或第二电流I2的采样。本公开仅需要进行不超过两次的电流采样可满足上述欠压保护模式的判断，降低了电流采样的次数，从而提高了开关的效率。

Xcap电容放电电路3的第二延时模块接收第一驱动信号clear为高电平且维持t4时长时，输出获得第三驱动信号vgm至第二开关M2，使Xcap电容放电电路导通，实现电荷的泄放。但在Xcap电容放电电路导通过程中，因电路导通而导致第一驱动信号clear变低时，第三驱动信号vgm则会随之降低，可能出现Xcap电容电荷未泄放完而Xcap电容放电电路截止情况，因此第二延时模块2在Xcap电容放电电路导通过程中处于锁定状态，维持高电平t5时长，使Xcap电容放电完成。

上述实施例，Xcap电容放电电路导通过程中，因电路导通而导致第一驱动信号clear变低时，可通过在第二延时模块2内部设定锁定时长控制第三驱动信号vgm维持高电平，还可通过外接电路使其输出的第三驱动信号vgm维持高电平。或者通过对第一驱动信号clear进行控制，使其在Xcap电容放电电路导通过程中，不受第三驱动信号vgm的影响。

本公开的技术方案还包括，输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路通过同一个开关，即第四开关进行控制，降低了开关电源电路的复杂度、减少了元器件的使用，有利于芯片尺寸的缩小。

如图5所示，输入欠压保护电路包括第一延时模块1、第四开关M4、电流采样模块、输入欠压保护模块Brownout、计时器，其中所述第四开关M4包括第一端、第二端、第三端，第一端依次与第一延时模块和比较器输出端连接，第二端依次与电流采样模块、输入欠压保护模块Brownout输入连接，计时模块输入和输出端与输入欠压保护模块Brownout连接，输入欠压保护模块Brownout输出端与开关电源的逻辑控制模块连接，第四开关M4第三端与第一开关连接。

Xcap电容放电电路3包括第二延时模块2、第四开关M4、电流采样模块，其中，第四开关M4第一端还依次与第二延时模块和比较器输出端连接，电流采样模块接地。

为了达到以上技术目的，本申请实施例还提出了一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，应用于包括逻辑模块和主控制开关的开关电源中，包括电阻模块、第一开关和比较器构成的驱动电路；

所述电阻模块包括串联的第一低压电阻和第二低压电阻，所述电阻模块一端与所述第一开关连接，另一端接地，所述开关电源输入电压通过所述电阻模块的过程中由所述比较器感测分压电压；

所述比较器与所述第一低压电阻和第二低压电阻的公共端连接，用于输出根据所述分压电压与预设电压的比较结果确定的第一驱动信号。

在具体的应用场景中，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平，采集的表征输入电压的电流小于预设电流时，输出第二驱动信号使所述开关电源进入欠压保护模式。

所述Xcap电容放电电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平时输出第三驱动信号，所述第三驱动信号使所述Xcap电容放电电路第二开关导通，以使所述开关电源Xcap电容放电。

在具体的应用场景中，

所述输入欠压保护电路包括：第一延时模块、第三开关、电流采样模块、输入欠压保护模块和计时器，其中，所述第一延时模块一端与所述比较器输出端连接，另一端依次与所述第三开关、电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述第二开关另一端与所述第一开关连接。

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第二开关，其中，所述第二开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端与所述第二延时模块连接，第二端与所述第一开关和第三开关公共端连接，第三端接地。

在具体的应用场景中，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路包括第一延时模块、第四开关、电流采样模块、输入欠压保护模块、计时器，其中所述第四开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端依次与所述第一延时模块和比较器输出端连接，所述第二端依次与电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述输入欠压保护模块输出端与所述开关电源的逻辑控制模块连接，所述第四开关第三端与所述第一开关连接；

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第四开关、所述电流采样模块，其中，所述第四开关第一端还依次与所述第二延时模块和比较器输出端连接，所述电流采样模块接地。

在具体的应用场景中，当所述第一驱动信号为高电平时，所述输入欠压保护电路输出脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于所述输入电压波谷至波峰时间间隔。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法，应用于包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路的反激式开关电源中，其特征在于，所述方法包括：

当第一驱动信号为高电平时，输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于输入电压波谷至波峰时间间隔；

其中，所述第一驱动信号根据所述开关电源启动后获得的分压信号与预设电压的比较结果生成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第一驱动信号为高电平时，输出使所述Xcap电容放电电路导通的第三驱动信号，以使所述Xcap电容放电电路导通。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第一驱动信号为低电平时，使所述开关电源的延时模块获得清零信号，根据所述清零信号清除所述延时模块存储的计时记忆。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号之前，还包括：

当所述第一驱动信号为高电平时，根据输入电压波谷至波峰时间间隔输出使所述输入欠压保护电路导通的脉冲信号；

在所述输入欠压保护电路导通情况下，获得至少一个表征所述开关电源输入电压的电流，其中所述电流采集次数对应于所述脉冲信号发射次数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三驱动信号通过以下方式产生，

若接收所述第一驱动信号为高电平且维持预设时长，输出使所述Xcap电容放电电路导通的高电平第三驱动信号，其中所述高电平第三驱动信号在所述Xcap电容放电电路导通过程中维持高电平。

6.一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，应用于包括逻辑模块和主控制开关的开关电源中，其特征在于，包括电阻模块、第一开关和比较器构成的驱动电路；

所述电阻模块包括串联的第一低压电阻和第二低压电阻，所述电阻模块一端与所述第一开关连接，另一端接地，所述开关电源输入电压通过所述电阻模块的过程中由所述比较器感测分压电压；

所述比较器与所述第一低压电阻和第二低压电阻的公共端连接，用于输出根据所述分压电压与预设电压的比较结果确定的第一驱动信号。

7.根据权利要求6所述的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，其特征在于，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平，采集的表征输入电压的电流小于预设电流时，输出第二驱动信号使所述开关电源进入欠压保护模式；

所述Xcap电容放电电路与所述比较器的输出端连接，用于在所述第一驱动信号为高电平时输出第三驱动信号，所述第三驱动信号使所述Xcap电容放电电路第二开关导通，以使所述开关电源Xcap电容放电。

8.根据权利要求7所述的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，其特征在于，

所述输入欠压保护电路包括：第一延时模块、第三开关、电流采样模块、输入欠压保护模块和计时器，其中，所述第一延时模块一端与所述比较器输出端连接，另一端依次与所述第三开关、电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述第二开关另一端与所述第一开关连接；

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第二开关，其中，所述第二开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端与所述第二延时模块连接，第二端与所述第一开关和第三开关公共端连接，第三端接地。

9.根据权利要求7所述的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，其特征在于，还包括输入欠压保护电路和Xcap电容放电电路，

所述输入欠压保护电路包括第一延时模块、第四开关、电流采样模块、输入欠压保护模块、计时器，其中所述第四开关包括第一端、第二端、第三端，所述第一端依次与所述第一延时模块和比较器输出端连接，所述第二端依次与电流采样模块、所述输入欠压保护模块输入连接，所述计时模块输入和输出端与所述输入欠压保护模块连接，所述输入欠压保护模块输出端与所述开关电源的逻辑控制模块连接，所述第四开关第三端与所述第一开关连接；

所述Xcap电容放电电路包括第二延时模块、第四开关、所述电流采样模块，其中，所述第四开关第一端还依次与所述第二延时模块和比较器输出端连接，所述电流采样模块接地。

10.根据权利要求6所述的一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的电路，其特征在于，

当所述第一驱动信号为高电平时，所述输入欠压保护电路输出脉冲信号，以使所述输入欠压保护电路输出使所述开关电源进入欠压保护模式的第二驱动信号，各所述脉冲信号的时间间隔对应于所述输入电压波谷至波峰时间间隔。

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