CN112953227A - 电路、开关电源芯片及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电路、开关电源芯片及系统。本发明通过控制模块控制逻辑开关的导通和关断，调整储能模块与低压箝位模块、第一驱动装置和第二驱动装置的交替连接和断开，使得储能模块与下个周期需要导通的功率管对应的驱动装置形成并联的状态，等待开启，从而在下一时刻，需要开启时，储能模块与功率管的栅极和源极处于并联的状态，能够提供大电流迅速给功率管栅极与源极之间的寄生电容充电，将栅极与源极的电压迅速箝位在储能模块两端的设定电压，从而实现功率管被快速导通，亦可进一步降低了芯片内部供电功耗。

Description

电路、开关电源芯片及系统
技术领域
本发明涉及开关电源领域，尤其涉及一种电路、开关电源芯片及系统。
背景技术
目前常见的金属半导体场效应晶体管，其漏极与源极之间的耐压可以达到100V，甚至更大，但金属半导体场效应晶体管的栅极与源极的耐压受工艺与成本限制，一般控制在+/-20V以内。
金属半导体场效应晶体管应用在开关电源领域时，金属半导体场效应晶体管工作在开关状态下，其理想的状态是，在尽可能的最短时间内实现金属半导体场效应晶体管在最低阻抗和最高阻抗之间的切换。由于金属半导体场效应晶体管本身具有阻抗特性，金属半导体场效应晶体管漏极和源极的电压降和流经金属半导体场效应晶体管的漏极和源极电流成线性关系。对于一个给定的栅极与源极电压差时，其导通阻抗（RDS(on)）参数是近似恒定的（前提是流过金属半导体场效应晶体管可承受的电流范围内）。有鉴于此，金属半导体场效应晶体管的栅极与源极的压差不仅仅需要控制在一定的电压范围以内，还需要将此金属半导体场效应晶体管的栅极与源极的压差控制在一个匹配当前金属半导体场效应晶体管的电压下，从而保证金属半导体场效应晶体管的RDS(on)在合适领域应用时，使其导通阻抗最小且近似不变。
金属半导体场效应晶体管的栅极与源极之间寄生电容随着金属半导体场效应晶体管漏极与源极的耐压增加而增大，这就要求给金属半导体场效应晶体管栅极与源极之间寄生电容充电电流也越大，同时目前芯片开关频率也越来越高，需要在更短时间内将金属半导体场效应晶体管的栅极与源极建立合适的电压差。
有鉴于此，对开关电源芯片中金属半导体场效应晶体管的栅极与源极电压差箝位技术的研究工作变得尤为重要。
发明内容
本发明实施例提供一种电路、开关电源芯片及系统，有效解决电路的功耗大以及电路的金属半导体场效应晶体管的栅极与源极之间的寄生电容无法快速充电的问题。
根据本发明的一方面，本发明提供一种电路，包括：控制模块、储能模块、逻辑开关模块、功率输出模块、低压箝位模块及高压箝位模块；其中，逻辑开关模块与储能模块连接，所述控制模块与所述功率输出模块连接，所述低压箝位模块与所述控制模块连接，所述高压箝位模块与所述控制模块连接；所述高压箝位模块包括高压箝位电源及可控恒流模块，所述高压箝位电源与所述可控恒流模块连接；所述低压箝位模块包括低压箝位电源及可控恒流充电模块，所述低压箝位电源与所述可控恒流充电模块连接；其中所述功率输出模块包括多个功率管及其对应的驱动装置，通过逻辑开关模块，所述储能模块与所述低压箝位模块或所述多个功率管对应的任一驱动装置形成回路；所述功率输出模块与所述控制模块连接；其中所述低压箝位模块用于在第四时间段和第五时间段内向所述储能模块充电并控制所述储能模块两端的电位差维持在第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第六时间段至第七时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值；所述低压箝位模块用于在第八时间段和第一时间段内向所述储能模块充电以将所述储能模块两端的电位从所述第二预设电压值提升至所述第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第二时间段至第三时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值；所述电路的输出端根据所述功率管的交替导通和截止输出电压。
进一步地，所述电路还包括：VD引脚、VP引脚和VN引脚，其中VP引脚和VN引脚具有电压检测功能，所述VD引脚用于与外部回路连接；其中，当低压箝位电源通过VP和VN检测所述储能模块两端的电位差等于第一预设电压值时，所述控制模块控制所述可控恒流充电模块停止给储能模块充电以使所述储能模块的两端电压维持在所述第一预设电压值。
进一步地，所述低压箝位模块向所述储能模块充电至两端的电位差等于第一预设电压值所需时间小于第四时间段和第五时间段的时间总和。
进一步地，所述逻辑开关模块包括：第一开关组件和第二开关组件；其中所述第一开关组件和第二开关组件均包括多个逻辑开关，所述第一开关组件与所述储能模块的一端连接，所述第二开关组件与所述储能模块的另一端连接，当所述第一开关组件和第二开关组件中均有逻辑开关闭合时，形成所述回路；所述控制模块控制所述逻辑开关的导通和关断以及所述电路中其他模块的协同工作。
进一步地，所述驱动装置包括：第一驱动装置和第二驱动装置，均用于控制各自对应的所述功率管的导通与截止；所述第一驱动装置和所述第二驱动装置中的任一个能够通过所述逻辑开关模块与所述储能模块形成回路。
进一步地，所述多个功率管包括：第一功率管和第二功率管，所述第一功率管和第二功率管均为MOS管，其中所述第一功率管为P型MOS管，所述第二功率管为N型MOS管；其中所述电路的输出端与所述P型MOS管的漏极和N型MOS管的漏极相连接，所述P型MOS管的源极连接所述电路的输入端，N型MOS管的源极接地，所述P型MOS管和N型MOS管的栅极分别与所述第一驱动装置和第二驱动装置连接。
进一步地，所述电路的工作状态包括稳定阶段；在所述稳定阶段，所述储能模块能够经由所述第一驱动装置为所述P型MOS管栅极和源极之间的寄生电容充电或者经由所述第二驱动装置为所述N型MOS管栅极和源极之间的寄生电容充电。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种开关电源芯片，开关电源芯片包括本发明任一实施例所述的电路，所述储能模块设置于所述开关电源芯片的外部，所述开关电源芯片还包括：电压输入端、电压输出端、VP引脚、VN引脚、VD引脚、GND引脚及反馈信号引脚；其中所述VP引脚和VN引脚用于连接储能模块，所述VD引脚用于与外部回路连接；所述电压输入端连接输入电压；所述电压输出端连接外部负载；所述反馈信号引脚用于成比例地反馈所述外部负载端两端的电压值。
进一步地，所述逻辑开关模块与储能模块连接，所述控制模块与所述功率输出模块连接、所述低压箝位模块与所述控制模块连接，所述高压箝位模块与所述控制模块连接。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种开关电源系统包括充电二极管、电源模块、储能模块及本发明实施例所述的开关电源芯片；所述储能模块的第一端连接VP引脚，VP引脚与所述逻辑开关模块连接；充电二极管的阴极与VD引脚连接，所述充电二极管的阳极连接开关电源系统输出端；所述储能模块的第二端连接VN引脚，VN引脚与所述逻辑开关模块连接；所述电源模块与所述开关电源芯片的电压输入端连接；所述开关电源芯片的输出端与外部负载连接以向所述外部负载供电；其中，所述开关电源芯片工作在初始阶段时，所述开关电源芯片的高压箝位模块为所述储能模块充电，并为功率管输出模块所包含的所述电路中的功率管栅极和源极之间的寄生电容充电，直至所述开关电源芯片系统输出端的输出电压稳定在预设值；所述开关电源芯片工作在稳定阶段时，开关电源系统输出端经由充电二极管、VD引脚、VP引脚和VN引脚为所述储能模块充电。
本发明的优点在于，通过控制模块控制逻辑开关的导通和关断，调整储能模块与低压箝位模块、第一驱动装置和第二驱动装置的交替连接和断开，使得储能模块与下个周期需要导通的功率管对应的驱动装置形成并联的状态，等待开启，从而在下一时刻，需要开启时，储能模块与功率管的栅极和源极处于并联的状态，能够提供大电流迅速给功率管栅极与源极之间的寄生电容充电，将栅极与源极的电压迅速箝位在储能模块两端的设定电压，从而实现功率管被快速导通。所述开关电源芯片系统，在稳定阶段由系统输出端电压为储能模块充电，进一步降低了芯片内部供电功耗。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例一提供的一种电路结构示意图。
图2为本发明实施例二提供的一种开关电源芯片结构示意图。
图3为本发明实施例三提供的一种开关电源系统结构示意图。
图4为本发明实施例提供的稳定阶段逻辑开关模块中各个逻辑开关的时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，为本发明实施例一提供的电路结构示意图。该电路包括：控制模块、储能模块、逻辑开关模块、功率输出模块、低压箝位模块及高压箝位模块。
其中，逻辑开关模块与储能模块连接，所述控制模块与所述功率输出模块连接，所述低压箝位模块与所述控制模块连接，所述高压箝位模块与所述控制模块连接，所述高压箝位模块包括高压箝位电源及可控恒流模块，所述高压箝位电源与所述可控恒流模块连接，所述低压箝位模块包括低压箝位电源及可控恒流充电模块，所述低压箝位电源与所述可控恒流充电模块连接，其中所述功率输出模块包括多个功率管及其对应的驱动装置，通过逻辑开关模块，所述储能模块与所述低压箝位模块或所述多个功率管对应的任一驱动装置形成回路。
所述功率输出模块与所述控制模块连接，其中所述低压箝位模块用于在第四时间段和第五时间段内向所述储能模块充电并控制所述储能模块两端的电位差维持在第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第六时间段至第七时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值。所述低压箝位模块用于在第八时间段和第一时间段内向所述储能模块充电以将所述储能模块两端的电位从所述第二预设电压值提升至所述第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第二时间段至第三时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值，所述电路的输出端根据所述功率管的交替导通和截止输出电压。
在本实施例中，所述储能模块410为储能电容402，储能电容402的两端分别与逻辑开关模块330连接。
所述逻辑开关模块330包括：第一开关组件331和第二开关组件332，其中所述第一开关组件和第二开关组件均包括多个逻辑开关，所述第一开关组件与所述储能模块的一端连接，所述第二开关组件与所述储能模块的另一端连接，当所述第一开关组件和第二开关组件中均有逻辑开关闭合时，形成所述回路。所述控制模块控制所述逻辑开关的导通和关断以及所述电路中其他模块的协同工作。
在本实施例中，所述第一开关组件331包括第一逻辑开关K1、第三逻辑开关K3和第五逻辑开关K5。所述第二开关组件332包括第二逻辑开关K2、第四逻辑开关K4和第六逻辑开关K6。
其中所述高压箝位模块321和低压箝位模块322均通过逻辑开关模块330给所述储能模块410充电。具体地，所述高压箝位模块321通过第二逻辑开关K2和第五逻辑开关K5与所述储能电容402连接。所述低压箝位模块322通过第一逻辑开关K1和第四逻辑开关K4与所述储能电容402连接。
所述功率输出模块310包括多个功率管、第一驱动装置311和第二驱动装置312。所述储能模块与所述低压箝位模块或所述多个功率管对应的任一驱动装置形成回路。第一驱动装置311和第二驱动装置312均用于控制各自对应的所述功率管的导通与截止，其中所述第一驱动装置311与所述高压箝位模块321连接，所述第二驱动装置312与所述低压电源307连接。所述第一驱动装置311和第二驱动装置312中的任一个能够通过逻辑开关模块330与所述储能模块410形成对应回路。具体地，第一驱动装置311通过第二逻辑开关K2和第五逻辑开关K5与所述储能电容402形成回路。第二驱动装置312通过第三逻辑开关K3和第六逻辑开关K6与所述储能电容402形成回路。
在本实施例中，所述多个功率管包括：第一功率管Q1和第二功率管Q2，所述第一功率管Q1和第二功率管Q2均为MOS管，其中所述第一功率管Q1为P型MOS管，所述第二功率管Q2为N型MOS管，其中所述电路的输出端与所述P型MOS管和N型MOS管的漏极，所述P型MOS管的源极连接所述电路的输入端，N型MOS管的源极接地，所述P型MOS管和N型MOS管的栅极分别与第一驱动装置311和第二驱动装置312连接。
其中，第一驱动装置311包括PMOS栅极箝位驱动器308、第三开关管Q3和第四开关管Q4，根据需要PMOS栅极箝位驱动器308控制第三开关管Q3和第四开关管Q4的导通和关断使得P型MOS管的栅极连接不同的节点。具体地，当第三开关管Q3闭合，第四开关管Q4断开时，P型MOS管的栅极连接VA节点。当第三开关管Q3断开，第四开关管Q4闭合时，P型MOS管的栅极连接VM节点，连接不同的节点使得VGS（寄生电容）电压发生变化，从而控制P型MOS管的导通与截止。
第二驱动装置312包括NMOS栅极箝位驱动器309、第五开关管Q5和第六开关管Q6，根据需要NMOS栅极箝位驱动器309控制第五开关管Q5和第六开关管Q6的导通和关断使得N型MOS管的栅极连接不同的节点。具体地，当第五开关管Q5闭合，第六开关管Q6断开时，N型MOS管的栅极连接VB点。当第五开关管Q5断开，第六开关管Q6闭合时，N型MOS管的栅极连接GND引脚，连接不同的节点使得VGS电压发生变化，从而控制N型MOS管的导通与截止。
所述电路的工作状态包括:初始阶段和稳定阶段。其中，在所述初始阶段，所述高压箝位模块321为所述储能模块410充电，并在所述储能模块410充电完毕后经由所述第一驱动装置311和所述第二驱动装置312为所述P型MOS管和N型MOS管栅极与源极之间的寄生电容充电直至所述开关电源系统输出端VOUT的输出电压稳定在预设值；
在所述稳定阶段，所述储能模块能够经由所述第一驱动装置311为所述P型MOS管栅极与源极之间的寄生电容充电或者经由所述第二驱动装置312为所述N型MOS管栅极与源极之间的寄生电容充电。
实施例一通过控制模块控制逻辑开关的导通和关断，调整储能模块与低压箝位模块、第一驱动装置和第二驱动装置的交替连接和断开，使得储能模块与下个周期需要导通的功率管对应的驱动装置形成并联的状态，等待开启，从而在下一时刻，需要开启时，储能模块与功率管的栅极和源极处于并联的状态，能够提供大电流迅速给功率管栅极与源极之间的寄生电容充电，将栅极与源极的电压迅速箝位在储能模块两端的设定电压，从而实现功率管被快速导通。所述开关电源芯片系统，在稳定阶段由系统输出端电压为储能模块充电，进一步降低了芯片内部供电功耗。
如图2所示，为本发明实施例二提供的开关电源芯片300结构示意图。所述开关电源芯片300应用于上述实施例所述的电路。与实施例一相比，开关电源芯片300不包括储能模块410。具体地，所述开关电源芯片300包括：逻辑开关模块330、功率输出模块310、控制模块306、电压输入端VIN、电压输出端SW、第一接口端VP、输出电压供电端VD、第二接口端VN及反馈信号端FB。
其中所述第一接口端VP和第二接口端VN用于连接外部储能模块410，所述电压输入端VIN连接输入电压，所述电压输出端SW连接外部回路，所述反馈信号端FB用于成比例地反馈所述外部负载两端的电压值，所述开关电源芯片所包含的所述电路中的功率输出模块310包括多个功率管。在稳定阶段，所述控制模块306通过控制所述逻辑开关模块330使得所述外部储能模块410与低压箝位模块322或所述多个功率管中的任一功率管驱动装置形成回路。
所述低压箝位模块322用于在预设的时间段内向所述外部储能模块充电以将所述外部储能模块410两端的电位差维持在第一预设电压值，当所述外部储能模块410与任一功率管驱动装置形成回路时，所述外部储能电容402为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述开关电源芯片的所述电压输出端SW根据所述功率管的导通和截止的占空比输出电压。
其中，所述开关电源芯片工作在初始阶段时，所述开关电源芯片的高压箝位模块321为所述储能模块410充电，并在所述储能模块410充电完毕后，为所述开关电源芯片所中的功率管栅极和源极之间的寄生电容充电直至所述开关电源系统输出端VOUT的输出电压稳定在预设值。
在本实施例中，所述功率输出模块310与外部储能模块410连接，所述控制模块306与所述功率输出模块310连接、低压箝位模块322与所述控制模块306连接，高压箝位模块321与所述控制模块306连接。其中功率输出模块310包括第一驱动装置311、第二驱动装置312、P型MOS管和N型MOS管，通过所述逻辑开关模块330，所述储能模块410与所述低压箝位电源301或高压箝位电源303或所述多个功率管及其对应的驱动装置形成回路。
实施例二通过控制模块控制逻辑开关的导通和关断，调整储能模块与低压箝位模块、第一驱动装置和第二驱动装置的交替连接和断开，使得储能模块与下个周期需要导通的功率管对应的驱动装置形成并联的状态，等待开启，从而在下一时刻，需要开启时，储能模块与功率管的栅极和源极处于并联的状态，能够提供大电流迅速给功率管栅极与源极之间的寄生电容充电，将栅极与源极的电压迅速箝位在储能模块两端的设定电压，从而实现功率管被快速导通。所述开关电源芯片系统，在稳定阶段由系统输出端电压为储能模块充电，进一步降低了芯片内部供电功耗。
如图3所示，为本发明实施例三提供的开关电源系统结构示意图。所述系统包括电源模块420、储能模块410、开关电源芯片300、充电二极管407、第一电容401、电感403、第二电容404、第一电阻405及第二电阻406。
其中所述第一电容401的两端分别与VIN引脚和接地端连接，电感403的两端分别与电压输出端SW和开关电源系统输出端VOUT连接，第二电容404的两端分别与开关电源系统输出端VOUT和接地端连接，第一电阻405的两端分别与开关电源系统输出端VOUT和第二电阻406的一端连接，第二电阻406的另一端与接地端连接，外部负载430的两端分别与开关电源系统输出端VOUT和接地端连接，充电二极管407的两端分别与开关电源系统输出端VOUT和输出电压供电端VD连接。
结合参阅图4，具体地，初始阶段时第二逻辑开关K2和第五逻辑开关K5闭合，其他逻辑开关断开，高压箝位电源303检测VIN引脚和VN引脚的电压差，当VIN引脚和VN引脚电压差小于设定的箝位电压（即第一预设电压值）时，并控制可控恒流模块304通过回路1（VIN-VP-储能电容-VN-可控恒流模块304）给储能电容402进行充电。当高压箝位电源303检测VIN引脚和VN引脚电压差等于设定的箝位电压时，关闭可控恒流模块304停止充电，储能电容402第一次上电完成。
逻辑开关k2，k5闭合，PMOS栅极箝位驱动器通过高压箝位电源303（5V）供电，并通过储能电容402给P型MOS管的寄生电容充电。NMOS栅极箝位驱动器通过低压电源307（5V）提供电源，并给N型MOS管的寄生电容充电，逻辑控制器控制PMOS栅极箝位驱动器和NMOS栅极箝位驱动器交替工作以使P型MOS管和N型MOS管交替开启和关断，直至开关电源系统输出端VOUT的输出电压至预设值，所述预设值为4.5V~25V。
此时系统进入稳定阶段，电路进入低功耗驱动模式，即储能电容402主要由开关电源系统输出端VOUT充电。
系统输入输出电压逻辑稳定阶段，各个逻辑开关的逻辑状态如图4所示。
T1时间段和T8时间段，第一逻辑开关K1和第四逻辑开关K4闭合，其他逻辑开关断开，储能电容402通过回路2（VOUT-充电二极管407-K1-储能电容402-可控恒流充电模块302）进行恒流充电，同时低压箝位电源301通过检测VP引脚和VN引脚之间的电压差来控制可控恒流充电模块302，当VP引脚和VN引脚电压差等于设定的箝位电压时，停止给储能电容402充电。
T2时间段，第三逻辑开关K3和第六逻辑开关K6闭合，其他逻辑开关断开，储能电容402通过第三逻辑开关K3和第六逻辑开关K6与NMOS栅极箝位驱动器309构成供电回路，等待NMOS功率管的驱动信号。
T3时间段，第三逻辑开关K3和第六逻辑开关K6闭合，其他逻辑开关断开，储能电容402通过NMOS栅极箝位驱动器309构成供电回路，储能电容402以大电流输出快速给N型MOS管的栅极与源极之间的寄生电容充电，以达到快速开启N型MOS管的目的。
T4时间段和T5时间段，第一逻辑开关K1和第四逻辑开关K4闭合，其他逻辑开关断开，储能电容402通过回路（VOUT-充电二极管407-K1-储能电容402-可控恒流充电模块302）进行恒流充电，同时低压箝位电源301通过检测VP和VN之间的电压差来控制可控恒流充电模块302，当VP引脚和VN引脚电压差等于设定的箝位电压时，停止给储能电容402充电。具体地，VP和VN具有电压检测功能，当在T4和T5时间段内充电至第一预设电压值时，可控恒流充电模块302停止充电（此时T5时间段还具有剩余时间）其中，当低压箝位电源301通过VP和VN检测所述储能电容402充电至第一预设电压值时，所述控制模块306控制所述可控恒流充电模块302停止给储能电容402充电以使所述储能电容402的两端电压维持在所述第一预设电压值，使得所述开关电源芯片300具有固定的箝位电压。
T6时间段和T7时间段，第二逻辑开关K2和第五逻辑开关K5闭合，其他逻辑开关断开，储能电容402通过回路2（VOUT-充电二极管407-K1-储能电容402-可控恒流充电模块302）充电完毕，通过第二逻辑开关K2和第五逻辑开关K5与PMOS栅极箝位驱动器308构成供电回路，并通过储能电容402以大电流输出快速给P型MOS管的栅极与源极之间的寄生电容充电，以达到快速开启P型MOS管的目的。
通过本实施例的开关电源系统，具体节省功耗如下：
假设开关电源芯片静态电流为IQ1由电源模块420提供，功率管的功耗电流IQ2由VOUT提供，则在相同输出条件下，本发明实施例的效率本发明实施例的开关电源芯片的损耗为VIN*IQ1+VOUT*IQ2，传统方案的开关电源芯片静态电流为IQ1和功率管的功耗电流IQ2均由电源模块420提供，传统方案的开关电源芯片的损耗为：VIN*IQ1+VIN*IQ2；
例如，IQ1=2.1mA，IQ2=5.4mA；在电源模块420输入48V，输出10V/0.1A的情况下：
本实施例方案的芯片功耗：48*0.0021+10*0.0054=154.8mW，传统方案的芯片功耗：48*0.0021+48*0.0054=750mW，相对于传统方案明显降低了开关电源芯片的功耗。
开关电源系统输出电压设定公式为：
405和406为分压电阻，VOUT的电压通过分压电阻405、406的设置公式为：VOUT=1.25V*(1+405/406)；1.25V为FB引脚基准电压，405和406连接的节点采样到输出电压VOUT变化后经过FB管脚反馈到开关电源芯片300的内部，300根据输出电压VOUT的变化来实时调整其内部P型MOS管和N型MOS管的通断以达到稳定电压的目的，从而实现VOUT输出电压恒定的功能。
实施例三通过控制模块控制逻辑开关的导通和关断，调整储能模块与低压箝位模块、第一驱动装置和第二驱动装置的交替连接和断开，使得储能模块与下个周期需要导通的功率管对应的驱动装置形成并联的状态，等待开启，从而在下一时刻，需要开启时，储能模块与功率管的栅极和源极处于并联的状态，能够提供大电流迅速给功率管栅极与源极之间的寄生电容充电，将栅极与源极的电压迅速箝位在储能模块两端的设定电压，从而实现功率管被快速导通。所述开关电源芯片系统，在稳定阶段由系统输出端电压为储能模块充电，进一步降低了芯片内部供电功耗。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电路，其特征在于，包括：控制模块、储能模块、逻辑开关模块、功率输出模块、低压箝位模块及高压箝位模块；
其中，逻辑开关模块与储能模块连接，所述控制模块与所述功率输出模块连接，所述低压箝位模块与所述控制模块连接，所述高压箝位模块与所述控制模块连接；
所述高压箝位模块包括高压箝位电源及可控恒流模块，所述高压箝位电源与所述可控恒流模块连接；
所述低压箝位模块包括低压箝位电源及可控恒流充电模块，所述低压箝位电源与所述可控恒流充电模块连接；
其中所述功率输出模块包括多个功率管及其对应的驱动装置，通过逻辑开关模块，所述储能模块与所述低压箝位模块或所述多个功率管对应的任一驱动装置形成回路；
所述功率输出模块与所述控制模块连接；
其中所述低压箝位模块用于在第四时间段和第五时间段内向所述储能模块充电并控制所述储能模块两端的电位差维持在第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第六时间段至第七时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值；
所述低压箝位模块用于在第八时间段和第一时间段内向所述储能模块充电以将所述储能模块两端的电位从所述第二预设电压值提升至所述第一预设电压值，当所述储能模块与驱动装置在第二时间段至第三时间段内形成回路时，所述储能模块为所述功率管栅极和源极之间的寄生电容充电以使其导通，所述储能模块两端电位差降低至第二预设电压值；
所述电路的输出端根据所述功率管的交替导通和截止输出电压。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：VD引脚、VP引脚和VN引脚，其中VP引脚和VN引脚具有电压检测功能，所述VD引脚用于与外部回路连接；
其中，当低压箝位电源通过VP和VN检测所述储能模块两端的电位差等于第一预设电压值时，所述控制模块控制所述可控恒流充电模块停止给储能模块充电以使所述储能模块的两端电压维持在所述第一预设电压值。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述低压箝位模块向所述储能模块充电至两端的电位差等于第一预设电压值所需时间小于第四时间段和第五时间段的时间总和。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述逻辑开关模块包括：第一开关组件和第二开关组件；
其中所述第一开关组件和第二开关组件均包括多个逻辑开关，所述第一开关组件与所述储能模块的一端连接，所述第二开关组件与所述储能模块的另一端连接，当所述第一开关组件和第二开关组件中均有逻辑开关闭合时，形成所述回路；
所述控制模块控制所述逻辑开关的导通和关断以及所述电路中其他模块的协同工作。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述驱动装置包括：第一驱动装置和第二驱动装置，均用于控制各自对应的所述功率管的导通与截止；
所述第一驱动装置和所述第二驱动装置中的任一个能够通过所述逻辑开关模块与所述储能模块形成回路。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述多个功率管包括：第一功率管和第二功率管，所述第一功率管和第二功率管均为MOS管，其中所述第一功率管为P型MOS管，所述第二功率管为N型MOS管；
其中所述电路的输出端与所述P型MOS管的漏极和N型MOS管的漏极相连接，所述P型MOS管的源极连接所述电路的输入端，N型MOS管的源极接地，所述P型MOS管和N型MOS管的栅极分别与所述第一驱动装置和第二驱动装置连接。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电路的工作状态包括稳定阶段；
在所述稳定阶段，所述储能模块能够经由所述第一驱动装置为所述P型MOS管栅极和源极之间的寄生电容充电或者经由所述第二驱动装置为所述N型MOS管栅极和源极之间的寄生电容充电。
8.一种开关电源芯片，其特征在于，所述开关电源芯片包括权利要求1-7中任意一项所述的电路，所述储能模块设置于所述开关电源芯片的外部，所述开关电源芯片还包括：电压输入端、电压输出端、VP引脚、VN引脚、VD引脚、GND引脚及反馈信号引脚；
其中所述VP引脚和VN引脚用于连接储能模块，所述VD引脚用于与外部回路连接；
所述电压输入端连接输入电压；
所述电压输出端连接外部负载；
所述反馈信号引脚用于成比例地反馈所述外部负载两端的电压值。
9.根据权利要求8所述的开关电源芯片，其特征在于，所述逻辑开关模块与储能模块连接，所述控制模块与所述功率输出模块连接，所述高压箝位模块与所述控制模块连接，所述低压箝位模块与所述控制模块连接。
10.一种开关电源系统，其特征在于，包括充电二极管、电源模块、储能模块及权利要求9所述的开关电源芯片；
所述储能模块的第一端连接VP引脚，VP引脚与所述逻辑开关模块连接；
充电二极管的阴极与VD引脚连接，所述充电二极管的阳极连接开关电源系统输出端；
所述储能模块的第二端连接VN引脚，VN引脚与所述逻辑开关模块连接；
所述电源模块与所述开关电源芯片的电压输入端连接；
所述开关电源芯片的输出端与外部负载连接以向所述外部负载供电；
其中，所述开关电源芯片工作在初始阶段时，所述开关电源芯片的高压箝位模块为所述储能模块充电，并为功率管输出模块所包含的所述电路中的功率管栅极和源极之间的寄生电容充电，直至所述开关电源芯片系统输出端的输出电压稳定在预设值；
所述开关电源芯片工作在稳定阶段时，开关电源系统输出端经由充电二极管、VD引脚、VP引脚和VN引脚为所述储能模块充电。
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