CN112671214A - 一种控制电路及其电源变换系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制电路及其电源变换系统和控制方法。一种用于控制电源变换电路中功率开关的控制电路，具有复用管脚，复用管脚用于通过第一电阻耦接输入电压端，且复用管脚进一步用于耦接反馈电路用于获取反映输出信号的反馈信号，其中反馈信号在复用管脚处的电压值随负载变化而变化，在第一时间阶段，控制电路获取输入电压，当输入电压满足预设条件后控制电路获取反馈信号，并基于反馈信号控制功率开关。上述控制电路能通过一个管脚实现输入欠压保护(BOP)和输出信号反馈，具有电路结构简单，控制可靠等特点。

Description

一种控制电路及其电源变换系统和控制方法

技术领域

本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种用于控制电源变换电路中功率开关的控制电路及其相应的电源变换系统和控制方法。

背景技术

电源变换电路用于将输入电压转换成适于驱动负载的输出电压，在电子产品领域被普遍使用。其中开关式电源变换电路因其较高的电源效率而被广泛采用。隔离式电压变换电路如反激式电压变换电路因其电性隔离而具有较高的安全性，被广泛使用在适配器等电源产品中。然而，隔离式电压变换电路具有较高的控制复杂性，因此对于产品的简化如产品管脚数量的减少提出了要求。

此外，对于开关电源变换系统，为了使系统工作可靠，输出稳定，在系统的输入电压尚未达到正常值时，希望系统能进行欠压保护，使功率开关停止工作。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种用于控制电源变换电路中功率开关的控制电路及其相应的电源变换系统和控制方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于控制电源变换电路中功率开关的控制电路，所述电源变换电路基于输入电压端的输入电压在电源变换电路的输出端提供输出信号用于驱动负载，所述控制电路具有复用管脚，复用管脚用于通过第一电阻耦接输入电压端，且复用管脚进一步用于耦接反馈电路用于获取反映输出信号的反馈信号，其中反馈信号在复用管脚呈现为电压信号，反馈信号的电压值随输出信号变化而变化，在第一时间阶段，控制电路获取输入电压，当输入电压满足预设条件时进入第二时间阶段，控制电路在第二时间阶段获取反馈信号，并基于反馈信号控制功率开关。

在一个实施例中，控制电路包括：第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接复用管脚；第二开关，和第二电阻串联，串联的第二开关和第二电阻耦接在第一电压源和复用管脚之间；以及检测控制电路，耦接第一开关用于获取反映输入电压的输入电压检测信号，检测控制电路基于输入电压检测信号提供工作模式指示信号，当输入电压由小于第一阈值切换为大于第一阈值时，工作模式指示信号由第一状态切换为第二状态，指示由第一时间阶段切换为第二时间阶段，在第一时间阶段，第一开关导通、第二开关关断，在第二时间阶段，第一开关关断，第二开关导通。

在一个实施例中，控制电路进一步包括输入电压控制使能电路，耦接第一开关或复用管脚，当电源变换电路开机或保护自恢复时，输入电压控制使能电路检测复用管脚是否通过第一电阻耦接输入电压端，当检测到复用管脚通过第一电阻耦接输入电压端时，控制电路进入第一时间阶段。

在一个实施例中，输入电压控制使能电路通过复用管脚检测输入电压是否大于第二阈值，当输入电压控制使能电路检测到输入电压大于第二阈值时指示复用管脚通过第一电阻耦接输入电压端，其中第二阈值小于第一阈值。

在一个实施例中，第一开关包括第一掺杂类型的场效应管，第二开关包括第二掺杂类型的场效应管，第一开关的控制端和第二开关的控制端耦接第二电压源。

在一个实施例中，检测控制电路包括：电流镜，具有输入端和第一输出端，其中电流镜的输入端耦接第一开关的第二端；以及第一检测电路，具有输入端和输出端，第一检测电路的输入端耦接电流镜的第一输出端，第一检测电路的输出端提供工作模式指示信号，当电流镜的第一输出端的第一镜像电流大于第一参考电流时，工作模式指示信号指示进入第二时间阶段。

在一个实施例中，控制电路进一步包括：第二检测电路，具有输入端和输出端，第二检测电路的输入端耦接电流镜的第二输出端，第二检测电路的输出端提供输入电压检测指示信号，当电流镜的第二输出端的第二镜像电流大于第二参考电流时，输入电压检测指示信号指示进入第一时间阶段，其中第二参考电流小于第一参考电流；以及逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中逻辑电路的第一输入端耦接第一检测电路的输出端，逻辑电路的第二输入端耦接第二检测电路的输出端，逻辑电路的输出端控制电源变换电路是否进入正常工作模式。

在一个实施例中，控制电路进一步包括：第三开关，具有第一端和第二端，第三开关的第一端耦接复用管脚，在第一时间阶段，控制第一开关导通、第二开关和第三开关关断；在第二时间阶段，第一开关关断，第二开关和第三开关导通；以及环路控制电路，环路控制电路的第一输入端耦接第三开关的第二端，环路控制电路的第二输入端耦接基准信号，环路控制电路的输出端耦接功率开关的控制端。

根据本发明的另一个方面，一种用于控制电源变换电路的功率开关的控制电路包括：第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接控制电路的复用管脚；第二开关，和第二电阻串联，串联的第二开关和第二电阻耦接在第一电压源和复用管脚之间；以及检测控制电路，具有输入端和输出端，其中检测控制电路的输入端耦接第一开关的第二端，检测控制电路的输出端提供工作模式指示信号，当第一开关导通、第二开关关断时，检测控制电路检测复用管脚上的信号并且当复用管脚上的信号大于预设阈值时，工作模式指示信号指示进入工作模式，在工作模式下，第一开关关断，第二开关导通。

根据本发明的又一个方面，一种反激式电源变换系统包括：原边电路，包括功率开关；第一电阻；如上任一实施例所述的控制电路，其中第一电阻耦接在输入电压端和控制电路的复用管脚之间，控制电路的输出端耦接功率开关的控制端；变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组的第一端耦接输入电压端，原边绕组的第二端耦接功率开关；副边电路，包括耦接副边绕组的整流器件，副边电路的输出端耦接负载；以及反馈电路，其发送端耦接副边电路的输出端，其接收端耦接控制电路的复用管脚。

根据本发明的再一个方面，一种通过一复用管脚实现负载反馈和输入电压输入欠压保护的方法包括：在输入电压上电时，检测复用管脚处的信号；判断复用管脚处的信号是否超过第一参考信号，当复用管脚处的信号超过第一参考信号时，电源变换系统进入正常工作模式，电源变换系统的功率开关进行开关动作；当进入正常工作模式后，复用管脚通过电阻上拉至第一电压源，获取复用管脚处的电压信号作为反馈信号。

在一个实施例中，方法进一步包括：当电源变换系统上电时，判断复用管脚处的信号是否超过第二参考信号；当复用管脚处的信号超过第二参考信号时，表征复用管脚和输入电压端相连，再检测复用管脚处的信号是否超过第一参考信号。

本发明提出的控制电路及其电源变换系统和控制方法，能通过一个管脚实现输入欠压保护(BOP)和输出信号的电压式信号反馈，具有电路结构简单，控制可靠等特点。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的电源变换系统示意图；

图2示出了根据本发明一实施例的控制电路框图示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的控制电路示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的系统状态示意图；

图5示出了根据本发明一实施例的控制电路部分电路的示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的通过一复用管脚实现负载反馈和输入电压输入欠压保护的方法流程框图示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换，相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容，也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接；间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、信号放大电路、跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。

图1示出了根据本发明一实施例的电源变换系统示意图。电源变换系统包括电源变换电路100、控制电路10、第一电阻R1和反馈电路。其中控制电路10用于控制电源变换电路100的功率开关Q1。电源变换电路100基于输入电压端BUS的输入电压Vbus在电源变换电路100的输出端OUT提供输出信号用于驱动负载，电源变换电路100在功率开关Q1的开关动作下，将输入电压Vbus转换成适于驱动负载的输出电压。输入电压Vout可以由整流电路提供，其中整流电路用于将市电提供的交流电压Vac整流成直流电压，形成直流母线电压Vbus，作为电源变换电路100的输入电压。

在图示的实施例中，电源变换电路100为反激式电源变换电路，包括原边电路、变压器T1和副边电路，其中原边电路包括功率开关Q1，变压器T1包括原边绕组L1和副边绕组L2，副边电路包括整流管D和输出电容，其中原边绕组L1的第一端耦接输入电压端BUS，原边绕组L1的第二端耦接功率开关Q1，整流器件D的阳极耦接副边绕组L2，整流器件D的阴极耦接输出电容和输出端OUT，输出端OUT耦接负载用于提供输出电压Vout为负载供电。当然，电源变换电路100还可以为其它类型，如正激式电源变换电路等。

反馈电路用于将输出端OUT的输出信号反馈至控制电路10。输出信号可包括输出端OUT的输出电压Vout，也可包括输出端OUT的输出电流或负载的大小，例如，当输出电压Vout降低时，表示输出电流或负载的增大，因此可通过反馈输出电压Vout的变化反馈负载电流的变化。在图示的实施例中，反馈电路包括光耦，其包括发送端OP1和接收端OP2，其中光耦的发送端OP1耦接副边电路的输出端OUT，光耦的接收端OP2耦接控制电路10的复用管脚FB/BOP。光耦的接收端OP2产生电流值受输出信号调节的电流。在另外的实施例中，在图示的实施例中，光耦的发送端OP1进一步耦接电阻分压结构和电容等，用于使流过光耦发送端OP1的电流随输出信号而变化。在另外的实施例中，反馈电路可具有其他类型的结构，其在原边提供反馈输出信号的电流。

控制电路10具有复用管脚FB/BOP和输出端GT，其中复用管脚FB/BOP对外通过第一电阻R1耦接输入电压端BUS，且复用管脚FB/BOP进一步耦接反馈电路用于获取反映输出信号的反馈信号FB。控制电路10通过内部的设置例如通过电阻上拉至电压源等方式使得复用管脚FB/BOP上的电压随光耦接收端OP2电流的变化而变化，即反馈信号FB在复用管脚FB/BOP呈现为电压信号，当系统正常工作时，反馈信号FB的电压值随输出信号如输出电压Vout的变化而变化。当系统开机或保护自恢复时，在其中一个时间段内，称为第一时间阶段，控制电路10用于通过复用管脚FB/BOP检测输入电压Vbus，当输入电压Vbus满足预设条件时则控制进入第二时间阶段，控制电路10在第二时间阶段通过复用管脚FB/BOP获取反馈信号FB，并基于反馈信号FB在控制电路10的输出端GT产生控制信号用于控制功率开关Q1。

在一个实施例中，控制电路10制造在一个半导体基底上形成一半导体芯片，控制电路芯片10具有复用管脚FB/BOP和控制管脚GT。在一个实施例中，控制电路10封装在一封装体中，控制电路封装体具有复用管脚FB/BOP和控制管脚GT。在另一个实施例中，控制电路10制造在一个半导体基底上形成一半导体芯片，功率开关Q1制造在另一半导体芯片上，控制电路10和功率开关Q1封装在一封装体中，其中该封装体具有复用管脚FB/BOP，控制电路10的控制端GT在封装体内部与功率开关Q1的控制端进行电连接。

图2示出了根据本发明一实施例的控制电路框图示意图。控制电路200具有复用管脚FB/BOP，复用管脚FB/BOP用于在系统开机或保护自恢复时获取输入电压端BUS的输入电压，当输入电压大于第一阈值时，系统进入正常的工作模式，控制功率开关进行开关动作。当系统进入正常工作模式后，复用管脚FB/BOP用于获取反馈电路提供的反馈信号FB，并基于反馈信号FB的电压值控制功率开关以调节输出信号。控制电路200包括第一开关S1、第二开关S2、第二电阻R2、检测控制电路21和环路控制电路22。复用管脚FB/BOP对外用于耦接反馈电路和第一电阻R1，其中第一电阻R1的第一端耦接输入电压端BUS，第一电阻R1的第二端耦接复用管脚FB/BOP，第一电阻R1将复用管脚FB/BOP上的电压拉升。第一开关S1的第一端耦接复用管脚FB/BOP，第一开关S2进一步耦接检测控制电路21，检测控制电路21用于获取表征复用管脚FB/BOP处的信号的输入电压检测信号，其反映输入电压。复用管脚FB/BOP处的输入电压检测信号可以为电压信号，其电压值随着输入电压的增加而增加。复用管脚FB/BOP处的输入电压检测信号也可以为电流信号，其电流值随着输入电压的增加而增加。当复用管脚FB/BOP处的信号增加并超过第一参考信号时，代表当输入电压由小于第一阈值切换为大于第一阈值时，检测控制电路21输出的工作模式指示信号Mode由无效状态转变为有效状态，如从第一状态(低电平)切换为第二状态(高电平)，环路控制电路22正常工作，驱动功率开关工作。第二开关S2和第二电阻R2串联并耦接在第一电压源VDD1和复用管脚FB/BOP之间。在第一时间阶段，工作模式指示信号Mode为第一状态(或无效状态)，系统处于BOP保护状态，系统尚未进入正常工作状态，此时控制第一开关S1导通，第二开关S2关断。当系统正常工作时，即在第二时间阶段，工作模式指示信号Mode为第二状态(或有效状态)，第一开关S1关断，第二开关S2导通，此时反馈电路在光耦接收端OP2产生电流，该电流经过第二电阻R2和第二开关S2，用于在复用管脚FB/BOP产生一电压值VFB，因R1电阻值远大于R2阻值，VFB≈VDD1-I*R2，其中I为流过光耦OP2的电流，I值随着电源变换电路的输出信号变化而变化，因此复用管脚FB/BOP上的电压值VFB也随着输出信号变化而变化。第一开关S1和第二开关S2的导通或关断状态可由检测控制电路21根据工作模式指示信号Mode，由检测控制电路21提供的两个输出信号进行控制，即第一开关S1和第二开关S2的控制端分别耦接检测控制电路21的两个输出端。在另一个实施例中，参见图5，第一开关S1和第二开关S2的控制端不耦接至检测控制电路21的输出端，其导通或关断状态可自主切换。在一个实施例中，R1的阻值约为200M欧姆，R2的阻值约为20K欧姆。在图示的实施例中，检测控制电路21具有输入端和输出端，其中检测控制电路21的输入端耦接第一开关S1的第二端，检测控制电路21可用于获取流过开关S1的电流Ibus1来获取输入电压值，其中流过开关S1的电流Ibus1即为复用管脚FB/BOP上的电流信号，其可随着输入电压Vbus的增大而增大，当电流Ibus1大于第一电流阈值时，检测控制电路21的输出端的工作模式指示信号Mode变为有效状态，用于驱动环路控制电路22正常工作。在另一个实施例中，检测控制电路的输入端可耦接第一开关S1的第一端即复用管脚FB/BOP用于获取复用管脚FB/BOP上的电压，检测控制电路可包括比较电路，当复用管脚FB/BOP上的电压大于预设阈值时，检测控制电路输出端提供有效的工作模式指示信号Mode，用于驱动环路控制电路22正常工作。环路控制电路22的输出端耦接功率开关，用于驱动功率开关。

图3示出了根据本发明一实施例的控制电路示意图。在该实施例中，控制电路300除了包括第一开关S1、第二开关S2、第二电阻R2、检测控制电路31和环路控制电路32外，还进一步包括输入电压控制使能电路33。输入电压控制使能电路33的输入端耦接复用管脚FB/BOP，输入电压控制使能电路33的输出端耦接检测控制电路31的第二输入端。在一个实施例中，检测控制电路31的该第二输入端为检测控制电路31的使能端。输入电压控制使能电路33用于在电源变换系统开机或保护自恢复时检测输入电压，若检测到输入电压大于第二阈值，表明复用管脚FB/BOP已通过第一电阻R1被上拉至输入电压端BUS，则使能检测控制电路31，进入输入电压上电时的输入欠压保护(BOP)，其中第二阈值小于第一阈值。其中当输入电压继续上升，上升至大于第一阈值时，控制电路300退出BOP保护，功率开关正常工作，控制电路从复用管脚FB/BOP获取反馈信号并基于反馈信号控制功率开关。若电源变换系统开机或保护自恢复后输入电压一直小于第二阈值，则表明复用管脚FB/BOP未耦接至输入电压端BUS，不应当进入BOP保护控制，则输入电压控制使能电路33提供的输入电压检测指示信号为无效状态，不使能检测控制电路31，系统可直接进入正常工作模式。当检测控制电路31被使能后，即进入第一时间阶段，控制第一开关S1导通，第二开关S2关断，检测控制电路31检测输入电压并当检测到输入电压进一步大于第一阈值时，控制系统进入正常工作状态，即进入第二时间阶段。在第二时间阶段，第一开关S1关断、第二开关S2导通，反馈电路在复用管脚FB/BOP处提供反馈信号。在一个实施例中，输入电压控制使能电路33在开机延迟一定时间后在复用管脚FB/BOP处提供一下拉电流，如2UA，然后检测复用管脚FB/BOP处电压值，若复用管脚FB/BOP处电压值高于一预设值，则表明输入电压端BUS连接一高压电阻至复用管脚FB/BOP；若复用管脚FB/BOP处电压值低于预设值，表明输入电压端BUS输入电压Vbus低于第二阈值，则表明输入电压端BUS未通过连接一高压电阻至复用管脚FB/BOP。在一个实施例中，在确认BOP电阻在位后，在复用管脚FB/BOP端施加一较大的精准下拉电流源，如25uA，然后检测复用管脚FB/BOP处电压值。当复用管脚FB/BOP处电压值高于一预设值时，表明输入电压端BUS电压Vbus高于第一阈值，控制电路300退出BOP保护。

在图示的实施例中，控制电路300进一步包括第三开关S3，其中第三开关的第一端耦接复用管脚FB/BOP，第三开关S3的第二端耦接后续的环路控制电路32。在第二时间阶段，检测控制电路进一步控制第三开关S3导通，用于将反馈信号传送至环路控制电路32。环路控制电路32基于反馈信号产生控制信号GT，用于控制功率开关。通过复用管脚FB/BOP电压信号的反馈，芯片300内部可基于反馈信号进行调频和/或调幅控制，以实现能量的闭环反馈。在图示的实施例中，环路控制电路32包括比较电路COM、打嗝控制电路、参考信号发生电路、与门、触发电路和驱动电路。其中比较电路COM比较反馈信号和参考信号发生电路提供的参考信号，使得反馈信号FB跟随参考信号，用于基于参考信号调节电源变换系统的输出信号，实现系统。打嗝控制电路用于在负载较低时进入打嗝模式，降低功率开关的开关频率，降低系统功耗。当反馈信号低于参考信号时，触发电路被置位，功率开关被导通，当触发电路被复位时，如原边电流达到预设峰值，功率开关被关断。如此，实现对输出信号的控制。

图4示出了根据本发明一实施例的系统状态示意图。当系统上电时，如开机或保护自恢复时，输入电压Vbus逐渐上升，随着输入电压的升高，系统依次进入第一时间阶段T1和第二时间阶段T2。当系统上电时，系统先通过检测复用管脚处的电信号检测复用管脚是否通过电阻和输入电压端连接，若复用管脚已和输入电压端连接，则当输入电压Vbus上升至较低的第二阈值Vth2时，系统进入第一时间阶段T1，启动BOP保护，阻止系统进入正常的工作状态，阻止功率开关进行开关动作。直至输入电压Vbus上升至第一阈值Vth1时，系统进入第二时间阶段T2，退出BOP保护，系统进入正常工作模式，功率开关进行开关动作，电源变换电路在输出端提供输出信号用于驱动负载，同时，输出信号通过反馈电路反馈至复用管脚。

图5示出了根据本发明一实施例的控制电路部分电路的示意图。该控制电路中复用管脚FB/BOP的复用功能不是通过控制电路提供的控制信号控制第一开关和第二开关的切换功能，而是利用晶体管的导通条件实现天然的BOP/FB复用调节。因图5实施例中的晶体管S1和S2也工作在导通或关断状态，也视为开关管，因此图5中的控制电路包括第一开关S1、第二开关S2、第二电阻R2、电流镜51、第一检测电路52、第二检测电路53和逻辑电路54。其中第一开关S1为P型沟道掺杂的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，简称PMOS，第二开关S2为N型沟道掺杂的MOSFET，简称NMOS。第二开关S2和第二电阻R2串联耦接在第一电压源VDD1和复用管脚FB/BOP之间，在图示的实施例中，第二开关S2的漏极耦接第一电压源，第二开关S2的源极耦接第二电阻R2的第一端，电阻R2的另一端耦接复用管脚FB/BOP。第一开关S1的控制端和第二开关S2的控制端共同耦接第二电压源VDD2，即PMOS的栅极与NMOS的栅极共同受第二电压源VDD2控制。优选地，第二电压源VDD2低于第一电压VDD1。第一开关S1的源极耦接复用管脚FB/BOP，第一开关S1的漏极耦接电流镜51的输入端511。电流镜51具有第一输出端512和第二输出端513。其中第一输出端512提供第一镜像电流，并耦接第一检测电路52的输入端，当第一输出端512提供的第一镜像电流大于第一参考电流(以参考电流源I1表示)时，第一检测电路52的输出端提供有效状态如高电平的退出保护指示信号BO，用于退出BOP保护。电流镜51的第二输出端513提供第二镜像电流并耦接第二检测电路53的输入端，其中当第二输出端513提供的第二镜像电流大于第二参考电流(以参考电流源I2表示)时，第二检测电路53的输出端提供有效状态如高电平的输入电压检测指示信号BOEN，用于指示管脚FB/BOP已通过电阻连接输入电压端。在图示的实施例中，电流镜51包括晶体管T0、T1和T2，其中晶体管T0、T1和T2的栅极和T0的漏极耦接第一开关S1的漏极，晶体管T0、T1和T2的源极接地，晶体管T1的漏极构成电流镜51的第一输出端，晶体管T2的漏极构成电流镜51的第二输出端。逻辑电路54的第一输入端耦接第一检测电路52的输出端，逻辑电路54的第二输入端耦接第二检测电路53的输出端，逻辑电路54的输出端提供工作模式指示信号Mode用于控制电源变换电路是否进入正常工作模式。在一个实施例中，检测控制电路包括电流镜51、第一检测电路52、第二检测电路53和逻辑电路54。在一个实施例中，检测控制电路包括电流镜51、第一检测电路52和逻辑电路54。

当复用管脚FB/BOP通过电阻连接输入电压端BUS，且系统启动或保护自恢复时，复用管脚FB/BOP处电压高于第一电压源VDD1，第一电压源VDD1高于第二电压源VDD2，PMOS S1导通，NMOS S2关断，复用管脚FB/BOP处电压被导通的PMOS S1钳位在VDD2+Vth，其中Vth为PMOS S1固有的导通源栅电压，随着输入电压的升高，参看图1，管脚FB/BOP处流过的电流I≈(Vbus-VDD2)/R1也随之增大，即流过第一开关S1的漏极的电流增大，电流镜51在第一输出端512的第一镜像电流和在第二输出端513的第二镜像电流相应增大。当第二镜像电流大于第二参考电流I2例如1uA时，第二检测电路53提供有效状态的输入电压检测指示信号BOEN，代表复用管脚FB/BOP通过电阻耦接输入电压端。当输入电压继续增大使得第一镜像电流大于第一参考电流I1如25uA时，第一检测电路52提供有效状态如高电平的退出保护指示信号BO，用于指示退出BOP保护，同时工作模式指示信号Mode变为有效值，用于指示电源变换电路进入正常工作模式。当系统启动后，若较长时间没有检测到输入电压的上升，如输入电压检测指示信号BOEN一直保持低电平，则可在预定时间后，工作模式指示信号Mode变为有效值，用于指示电源变换电路进入正常工作模式，功率开关进行开关动作。

在系统进入正常工作模式后，反馈电路的接收端产生反映输出信号的电流Ip，使得第二开关S2导通，复用管脚FB/BOP上电压降低为VFB≈VDD1-Ip*R2，第一开关S1关断。此时复用管脚FB/BOP上的电压信号VFB用于为环路控制电路提供反馈信号。

在另一个实施例中，图5所示的控制电路不包括第二参考电流源I2、第二检测电路53和逻辑电路54，第一检测电路52直接提供工作模式指示信号Mode用于控制电源变换电路是否进入正常工作模式。

图6示出了根据本发明一实施例的通过一复用管脚实现负载反馈和输入电压输入欠压保护的方法流程框图示意图。该方法包括步骤601至606。其中在步骤601，电源变换系统系统上电。系统上电可包括系统启动或系统保护自恢复，其伴随着输入电压的上升过程，如从零值上升。电源变换系统包括电源变换电路用于将输入电压转换成驱动负载的输出电压，或先用于将市电交流电转换成电源变换电路的输入电压再经电源变换电路将输入电压转换成驱动负载的输出电压。其中负载的大小体现为输出电流的大小，负载的大小既可以由输出电流大小反映，也可以由输出电压的变化反映。当负载增大时，输出电压降低。因此电源变换电路的输出信号即可包括输出端的输出电压，也可包括输出端的输出电流。输出信号通过电源变换系统的反馈电路反馈。优选地，电源变换电路包括反激式隔离电压变换电路，其输入电压为市电交流电源经整流电路整流滤波后的母线电压，反馈电路包括光耦，用于进行隔离反馈。在步骤602，控制电路检测其复用管脚处的信号FB/BOP。复用管脚既用于检测电源变换电路的输入电压，又用于获取电源变换电路的输出信号。当信号FB/BOP反应输入电压时，信号FB/BOP可以为电压信号，也可以为电流信号。当信号FB/BOP反馈电源变换电路输出端的输出信号时，信号FB/BOP表现为电压信号。当系统上电后，方法包括检测复用管脚处的信号FB/BOP。在步骤603，判断复用管脚处的信号FB/BOP是否大于一参考信号TH2，若信号FB/BOP大于参考信号TH2，则表示复用管脚通过电阻和输入电压端耦接，系统先不进入正常工作模式，进入BOP保护并进入步骤604继续对输入电压进行检测。若信号FB/BOP持续小于第二参考信号TH2，则表示复用管脚未通过电阻和输入电压端耦接，则在步骤6031的预设时间后系统直接进入步骤605的正常工作模式。在步骤604，判断复用管脚处的信号FB/BOP是否大于第一参考信号TH1，其中第一参考信号TH1大于第二参考信号TH2。当FB/BOP大于参考信号TH1时，退出BOP保护，进入步骤605的正常工作模式。在步骤605，系统进入正常工作模式，功率开关进行开关动作，功率开关至少部分时间导通，输出电压开始上升。同时反馈电路提供反馈信号。在步骤606，获取复用管脚处的信号FB/BOP作为反馈信号。其中反馈电路的输出端耦接复用管脚，当反馈电路如光耦在反激式电压变换电路的原边提供反馈电流时，本发明控制电路的复用管脚通过电阻上拉至第一电压源，复用管脚处产生随输出信号变化的电压信号，该电压信号作为反馈信号用于环路控制电路的控制。在另外一个实施例中，通过一复用管脚实现负载反馈和输入电压输入欠压保护的方法不包括步骤603和6031，系统直接进入BOP保护。

本领域技术人员应当知道，说明书或附图所涉逻辑控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“与门”与“或门”、“同相输入端”与“反相输入端”等逻辑控制可相互调换或改变，通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对发明范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (12)

1.一种用于控制电源变换电路中功率开关的控制电路，所述电源变换电路基于输入电压端的输入电压在电源变换电路的输出端提供输出信号用于驱动负载，其特征在于，所述控制电路具有复用管脚，复用管脚用于通过第一电阻耦接输入电压端，且复用管脚进一步用于耦接反馈电路用于获取反映输出信号的反馈信号，其中反馈信号在复用管脚的电压值随输出信号变化而变化，在第一时间阶段，控制电路获取输入电压，当输入电压满足预设条件时进入第二时间阶段，控制电路在第二时间阶段获取反馈信号，并基于反馈信号控制功率开关。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，控制电路包括：

第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接复用管脚；

第二开关，和第二电阻串联，串联的第二开关和第二电阻耦接在第一电压源和复用管脚之间；以及

检测控制电路，耦接第一开关用于获取反映输入电压的输入电压检测信号，检测控制电路基于输入电压检测信号提供工作模式指示信号，当输入电压由小于第一阈值切换为大于第一阈值时，工作模式指示信号由第一状态切换为第二状态，指示由第一时间阶段切换为第二时间阶段，在第一时间阶段，第一开关导通、第二开关关断，在第二时间阶段，第一开关关断，第二开关导通。

3.如权利要求2所述的控制电路，进一步包括输入电压控制使能电路，耦接第一开关或复用管脚，当电源变换电路开机或保护自恢复时，输入电压控制使能电路检测复用管脚是否通过第一电阻耦接输入电压端，当检测到复用管脚通过第一电阻耦接输入电压端时，控制电路进入第一时间阶段。

4.如权利要求3所述的控制电路，其中输入电压控制使能电路通过复用管脚检测输入电压是否大于第二阈值，当输入电压控制使能电路检测到输入电压大于第二阈值时指示复用管脚通过第一电阻耦接输入电压端，其中第二阈值小于第一阈值。

5.如权利要求2所述的控制电路，其中第一开关包括第一掺杂类型的场效应管，第二开关包括第二掺杂类型的场效应管，第一开关的控制端和第二开关的控制端耦接第二电压源。

6.如权利要求5所述的控制电路，其中检测控制电路包括：

电流镜，具有输入端和第一输出端，其中电流镜的输入端耦接第一开关的第二端；以及

第一检测电路，具有输入端和输出端，第一检测电路的输入端耦接电流镜的第一输出端，第一检测电路的输出端提供工作模式指示信号，当电流镜的第一输出端的第一镜像电流大于第一参考电流时，工作模式指示信号指示进入第二时间阶段。

7.如权利要求6所述的控制电路，进一步包括：

第二检测电路，具有输入端和输出端，第二检测电路的输入端耦接电流镜的第二输出端，第二检测电路的输出端提供输入电压检测指示信号，当电流镜的第二输出端的第二镜像电流大于第二参考电流时，输入电压检测指示信号指示进入第一时间阶段，其中第二参考电流小于第一参考电流；以及

逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中逻辑电路的第一输入端耦接第一检测电路的输出端，逻辑电路的第二输入端耦接第二检测电路的输出端，逻辑电路的输出端控制电源变换电路是否进入正常工作模式。

8.如权利要求2所述的控制电路，进一步包括：

第三开关，具有第一端和第二端，第三开关的第一端耦接复用管脚，在第一时间阶段，控制第一开关导通、第二开关和第三开关关断；在第二时间阶段，第一开关关断，第二开关和第三开关导通；以及

环路控制电路，环路控制电路的第一输入端耦接第三开关的第二端，环路控制电路的第二输入端耦接基准信号，环路控制电路的输出端耦接功率开关的控制端。

9.一种用于控制电源变换电路的功率开关的控制电路，包括：

第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一开关的第一端耦接控制电路的复用管脚；

第二开关，和第二电阻串联，串联的第二开关和第二电阻耦接在第一电压源和复用管脚之间；以及

检测控制电路，具有输入端和输出端，其中检测控制电路的输入端耦接第一开关的第二端，检测控制电路的输出端提供工作模式指示信号，当第一开关导通、第二开关关断时，检测控制电路检测复用管脚上的信号并且当复用管脚上的信号大于预设阈值时，工作模式指示信号指示进入工作模式，在工作模式下，第一开关关断，第二开关导通。

10.一种反激式电源变换系统，包括：

原边电路，包括功率开关；

第一电阻；

如权利要求1-9任一项所述的控制电路，其中第一电阻耦接在输入电压端和控制电路的复用管脚之间，控制电路的输出端耦接功率开关的控制端；

变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组的第一端耦接输入电压端，原边绕组的第二端耦接功率开关；

副边电路，包括耦接副边绕组的整流器件，副边电路的输出端耦接负载；以及

反馈电路，其发送端耦接副边电路的输出端，其接收端耦接控制电路的复用管脚。

11.一种通过一复用管脚实现负载反馈和输入电压输入欠压保护的控制方法，包括：

在输入电压上电时，检测复用管脚处的信号；

判断复用管脚处的信号是否超过第一参考信号，当复用管脚处的信号超过第一参考信号时，电源变换系统进入正常工作模式，电源变换系统的功率开关进行开关动作；

当进入正常工作模式后，复用管脚通过电阻上拉至第一电压源，获取复用管脚处的电压信号作为反馈信号。

12.如权利要求11所述的控制方法，进一步包括：

当电源变换系统上电时，判断复用管脚处的信号是否超过第二参考信号；

当复用管脚处的信号超过第二参考信号时，表征复用管脚和输入电压端相连，再检测复用管脚处的信号是否超过第一参考信号。

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