CN114050710A - 一种开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子电路技术领域,公开了一种开关电源电路,包括:信号源、电感、电容和开关电源模块,信号源连接电感的第一端,电感的第二端连接开关电源模块的第一输入端,电容的第一端连接开关电源模块的第二输入端,电容的第二端接地,其中,开关电源模块包括电流通路模块、分压电路模块、第一比较器、控制逻辑模块、驱动控制模块和峰值电流检测模块,其中,分压电路模块连接第一比较器和电容,第一比较器连接控制逻辑模块,控制逻辑模块连接驱动控制模块和峰值电流检测模块,驱动控制模块连接电流通路模块,电感连接电流通路模块,电流通路模块连接峰值电流检测模块,峰值电流检测模块连接电容,避免供电过压,保护负载电路不被损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种开关电源电路。
背景技术
开关电源以其具有高效率的优点被广泛应用,在日常生活中,经常发生由于供电过压导致负载端过压,进而使负载电路损坏的情况,开关电源在应用中为防止工作异常导致损坏通常需要多种保护功能,其中过压保护功能是为了防止输出电压过高导致芯片或器件被击穿造成损坏。
目前,过压保护的电压检测方案主要包括电感退磁时间检测、伏秒平衡或者辅助绕组检测,其中,电感退磁时间检测和伏秒平衡方案对电感电流和开关频率有较高要求,匹配不合适容易出现误检测现象,辅助绕组检测方式需要用额外的变压器绕组检测,成本较高,结构较复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种开关电源电路,能够避免供电过压,保护负载电路不被损坏。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供一种开关电源电路,包括:
信号源、电感、电容和开关电源模块,所述信号源连接所述电感的第一端,所述电感的第二端连接所述开关电源模块的第一输入端,所述电容的第一端连接所述开关电源模块的第二输入端,所述电容的第二端接地,其中,所述开关电源模块包括电流通路模块、分压电路模块、第一比较器、控制逻辑模块、驱动控制模块和峰值电流检测模块,其中,
所述分压电路模块的输出端连接所述第一比较器的第一输入端,所述分压电路模块的输入端连接所述电容的第一端,所述第一比较器的输出端连接所述控制逻辑模块的第一输入端,
所述控制逻辑模块的第一输出端连接所述驱动控制模块的第二输入端,所述控制逻辑模块的第二输出端连接所述峰值电流检测模块的第四输入端,所述控制逻辑模块的第三输出端连接所述峰值电流检测模块的第五输入端,所述峰值电流检测模块的输出端连接所述控制逻辑模块的第二输入端,
所述驱动控制模块的第一输出端连接所述电流通路模块的第一输入端,所述电感的第二端连接所述电流通路模块的第二输入端,所述驱动控制模块的第二输出端连接所述电流通路模块的第三输入端,所述驱动控制模块的第三输出端连接所述电流通路模块的第四输入端,其中,所述电流通路模块的第二输入端作为所述开关电源模块的第一输入端,
所述电流通路模块的第一输出端连接所述峰值电流检测模块的第三输入端,所述电流通路模块的第二输出端连接所述峰值电流模块的第一输入端,所述电流通路模块的第三输出端连接所述峰值电流模块的第二输入端,
所述峰值电流检测模块的第三输入端连接所述电容的第一端,其中所述峰值电流检测模块的第三输入端作为所述开关电源模块的第二输入端。
本发明实施例提供的开关电源电路,一种开关电源电路,包括:信号源、电感、电容和开关电源模块,信号源连接电感的第一端,电感的第二端连接开关电源模块的第一输入端,电容的第一端连接开关电源模块的第二输入端,电容的第二端接地,其中,开关电源模块包括电流通路模块、分压电路模块、第一比较器、控制逻辑模块、驱动控制模块和峰值电流检测模块,其中分压电路模块的输出端连接第一比较器的第一输入端,分压电路模块的输入端电容的第一端,第一比较器的输出端连接控制逻辑模块的第一输入端,控制逻辑模块的第一输出端连接驱动控制模块的第二输入端,控制逻辑模块的第二输出端连接峰值电流检测模块的第四输入端,控制逻辑模块的第三输出端连接峰值电流检测模块的第五输入端,峰值电流检测模块的输出端连接控制逻辑模块的第二输入端,驱动控制模块的第一输出端连接电流通路模块的第一输入端,电感的第二端连接电流通路模块的第二输入端,驱动控制模块的第二输出端连接电流通路模块的第三输入端,驱动控制模块的第三输出端连接电流通路模块的第四输入端,其中,电流通路模块的第二输入端作为开关电源模块的第一输入端,电流通路模块的第一输出端连接峰值电流检测模块的第三输入端,电流通路模块的第二输出端连接峰值电流模块的第一输入端,电流通路模块的第三输出端连接峰值电流模块的第二输入端,峰值电流检测模块的第三输入端连接电容的第一端,其中峰值电流检测模块的第三输入端作为开关电源模块的第二输入端,避免供电过压,保护负载电路不被损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的开关电源电路的一个实施例的电路结构示意图;
图2是本申请的开关电源电路的一个实施例的电流通路模块的电路结构示意图;
图3是根据本申请的开关电源电路的一个实施例的分压电路模块的结构示意图;
图4是根据本申请的开关电源电路的一个实施例的峰值电流检测模块的结构示意图;
图5是根据本申请的开关电源电路的一个实施例的控制逻辑模块处于自供电模式的波形示意图;
图6是根据本申请的开关电源电路的一个实施例的控制逻辑模块处于无自供电模式的波形示意图;
图7是根据本申请的开关电源电路的一个实施例的驱动控制模块的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1示出本发明实施例提供的一种开关电源电路,包括:信号源02、电感03、电容04和开关电源模块01,信号源02连接电感03的第一端,电感03的第二端连接开关电源模块01的第一输入端,电容04的第一端连接开关电源模块01的第二输入端,电容的第二端接地,开关电源模块01包括电流通路模块40、分压电路模块70、第一比较器10、控制逻辑模块20、驱动控制模块30和峰值电流检测模块50,其中,
分压电路模块70的输出端连接第一比较器10的第一输入端,分压电路模块70的输入端连接电容04的第一端,第一比较器10的输出端连接控制逻辑模块20的第一输入端kr1,
控制逻辑模块20的第一输出端kc1连接驱动控制模块30的第二输入端qr2,控制逻辑模块20的第二输出端kc2连接峰值电流检测模块50的第四输入端fr4,控制逻辑模块20的第三输出端kc3连接峰值电流检测模块50的第五输入端fr5,峰值电流检测模块50的输出端fc连接控制逻辑模块20的第二输入端kr2,
驱动控制模块30的第一输出端qc1连接电流通路模块40的第一输入端dr1,电感01的第二端连接电流通路模块40的第二输入端dr2,驱动控制模块30的第二输出端qc2连接电流通路模块40的第三输入端dr3,驱动控制模块30的第三输出端qc3连接电流通路模块40的第四输入端dr4,其中,电流通路模块40的第二输入端dr2作为开关电源模块01的第一输入端,
电流通路模块40的第一输出端dc1连接峰值电流检测模块50的第三输入端fr3,电流通路模块40的第二输出端dc2连接峰值电流模块50的第一输入端fr1,电流通路模块40的第三输出端dc3连接峰值电流模块50的第二输入端fr2,
峰值电流检测模块50的第三输入端fr3连接电容04的第一端,其中,峰值电流检测模块50的第三输入端fr3和分压电路模块70的输入端的连接点作为开关电源模块01的第二输入端,峰值电流检测模块50的输出端fc连接控制逻辑模块20的第二输入端kr2。
具体的,信号源02可以为高压整流电路,其提供的是高压直流信号,第一比较器10用于判断电源电压VDD节点的电压高于或者低于第一比较器10的第二输入端的参考电压,由此决定输出高电平或低电平,进而控制控制逻辑模块20。
此处需要说明的是,如图1所示,电容04的第一端、分压电路模块30的输入端和峰值电流检测模块50的第三输入端fr3的连接点作为电源电压VDD节点,控制逻辑模块可以通过2端口输入和多端口输出的逻辑电路实现,逻辑电路是一种离散信号的传递和处理,以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。
在本实施例中,通过分压电路模块对电源电压VDD节点进行分压输出分压信号到第一比较器第一输入端与第一比较器的第二输入端的参考电压进行比较输出高电平信号或低电平信号给控制逻辑模块,使控制逻辑模块输出信号,使驱动控制模块输出三态信号和双态信号给电流通路模块输出电流信号给峰值电流模块,同时,控制逻辑模块向峰值电流模块输出开关控制信号,使峰值电流模块向控制逻辑模块输出信号,进而通过输出信号调整控制逻辑模块的工作模式,进而控制电源电压VDD节点的充电或停止充电,避免供电过压,保护负载电路不被损坏。
在一实施例中,如图2所示,电流通路模块40包括三极管41、第一场效应管42、第二场效应管43、第三场效应管44和第四场效应管45,其中,
三极管41的基极为电流通路模块40的第一输入端dr1,三极管41的集电极为电流通路模块40的第二输入端dr2,三级管41的发射极连接第一场效应管42的漏极、第二场效应管43的漏极和第三场效应管44的漏极,
第一场效应管42的栅极作为电流通路模块40的第三输入端dr3,第二场效应管43的栅极连接第一场效应管42的栅极,第一场效应管42的源极为电流通路模块40的第一输出端dc1,第二场效应管43的源极作为电流通路模块40的第二输出端dc2,
第三场效应管44的栅极作为电流通路模块40的第四输入端dr4,第四场效应管45的漏极作为电流通路模块40的第三输出端dc3,
第一场效应管42的栅极连接第二场效应管43的栅极,第三场效应管44的栅极连接第四场效应管45的栅极,第三场效应管44的源极和第四场效应管45的源极接地。
具体的,当三极管41和第三场效应管44同时开启,第一效应管42和第二场效应管43同时关闭,三极管41的集电极下降为低电平0V,电感03的电流可被驱动线性上升。当三极管41和第一场效应管42同时开启,第三场效应管44和第四场效应管45同时关闭,三极管41的集电极上升为电源电压VDD节点的电压,此处需要特别说明的是,电源电压VDD节点的电压为远低于信号源02提供的电压,电感03的电流同样可以被驱动线性上升,其中,流过第四场效应管45的电流会与流过第三场效应管44的电流成固定比例,流过第二场效应管43的电流与流过第一场效应管42的电流成固定比例。
具体的,假设电源电压VDD节点初始状态为0V,当信号源提供的高压直流电压信号从0V上升到第一预设电压值时,高压直流信号通过电感03,启动电阻60为三极管41的基极提供电流,并且由三极管41放大后经过第一场效应管42给电源电压VDD节点充电。在电源电压VDD节点达到第二预设电压值之前,第一场效应管42为开启状态。当电源电压VDD节电压达到第二预设值时,开关电源电路开始工作,此时,电源电压VDD节点通过分压电路模块分压后的输出电压输入第一比较器10的第一输入端且小于第一比较器10的第二输入端的参考电压,此时,第一比较器10的输出端输出低电平并且使控制逻辑模块20进入自供电驱动模式,控制逻辑模块20会按照自供电驱动模式的逻辑在控制逻辑模块20的第一输出端kc1输出驱动控制信号S1~S6,在控制逻辑模块20的第二输出端kc2和控制逻辑模块20的第三输出端kc3输出开关控制信号控制峰电流值检测模块50。
结合图5的波型示意图,其中,Ipk1为第一电流预设值,Ipk2为第二电流预设值,Ip_sen为第二场效应管43的源极输出的电流信号,In_sen为第四场效应管45的漏极输出的电流信号,B为驱动控制模块30的第一输出端qc1的输出信号,E为三极管41的发射极的输出信号,N1_gate为驱动控制模块30的第三输出端qc3的输出信号,P1_gate为驱动控制模块30的第二输出端qc2的输出信号,对自供电驱动模式控制逻辑进行如下解释:
通过控制驱动控制模块30的第一输出端qc1输出驱动电流到三极管41的基极,驱动控制模块30的第二输出端qc2和驱动控制模块30的第三输出端qc3输出高电平,此时,三极管41和第三场效应管44同步开启,第一场效应管42和第二场效应管43关闭,流经电感03、三极管41、第三场效应管44的电流线性上升。第四场效应管45和第三场效应管44成固定比例,故流经第三场效应管44的电流和流经第四场效应管45的电流成固定比例上升,流经第四场效应管45的电流提供给峰值电流检测模块50。当峰值电流检测模块50检测到第四场效应管45的漏极的输出电流达到第一电流预设值时,驱动控制模块30驱动第三场效应管44的栅极和第四场效应管45的栅极为低电平将第三场效应管44和第四场效应管45关闭,驱动控制模块30驱动第一场效应管42的栅极和第二场效应管43的栅极为高电平将第一场效应管42和第二场效应管43开启,驱动控制模块30停止传输驱动电流给三级管41的基极,使三级管41的基极处于高阻状态,此时,由于三极管41存在基区电荷存储效应,流经电感03和三极管41的电流会切换为通过第一场效应管42给电源电压VDD节点充电,第一场效应管42的源极输出电流持续线性上升,第二场效应管43和第一场效应管42成固定比例,故流经第二场效应管43的电流和流经第一场效应管42的电流成固定比例,流经第二场效应管43的电流提供给峰值电流检测模块50,当峰值电流检测模块检测到流经第二场效应管43的电流达到第二电流预设值时,驱动控制模块30向三极管41的基极输入低电平,关闭三极管41,驱动控制模块30驱动向第一场效应管42的栅极和第二场效应管43的栅极输入低电平将第一场效应管42和第三场效应管43关闭,结束对电源电压VDD节点充电,避免充电电源VDD节点过压。
其中,开关电源电路可以驱动电感,在电感03中注入能量,且保持在三极管41的每个开关周期都使得电感03达到固定峰值电流,在三极管41被关闭后,电感03内存储的能量可以通过多种供电回路输出到电源的输出端,例如,通过耦合电感给次级绕组提供能量。
当经过若干周期充电后,电源电压VDD节点通过分压电路模块70分压后的输出电压输入第一比较器10的第一输入端大于第一比较器10的第二输入端的参考电压,此时,第一比较器10的输出端输出高电平并且使控制逻辑模块20进入无自供电驱动模式,控制逻辑模块20按照无自供电驱动模式的逻辑在控制逻辑模块20的第一输出端kc1输出驱动控制信号S1~S6,在控制逻辑模块20的第二输出端kc2和控制逻辑模块20的第三输出端kc3输出开关控制信号控制峰电流值检测模块50。
结合图6的波型示意图,其中,Ipk2为第二电流预设值,Ip_sen为第二场效应管43的源极输出的电流信号,In_sen为第四场效应管45的漏极输出的电流信号,B为驱动控制模块30的第一输出端qc1的输出信号,E为三极管41的发射极的输出信号,N1_gate为驱动控制模块30的第三输出端qc3的输出信号,P1_gate为驱动控制模块30的第二输出端qc2的输出信号,对无供电驱动模式控制逻辑作如下解释:
通过控制驱动控制模块30的第三输出端qc3和驱动控制模块30的第二输出端输出高电平,控制驱动控制模块30的第一输出端qc1输出驱动电流给三极管的B端口,此时,三极管41和第三场效应管44同步开启,控制驱动控制模块30的第三输出端qc3,流流经电感03、三极管41、第三场效应管44的电流线性上升。第四场效应管45和第三场效应管44成固定比例,故流经第三场效应管44的电流和流经第四场效应管45的电流成固定比例上升,流经第四场效应管45的电流提供给峰值电流检测模块50。当峰值电流检测模块50检测到第四场效应管45的漏极的输出电流达到第二电流预设值时,驱动控制模块30驱动第三场效应管44的栅极和第四场效应管45的栅极为低电平将第三场效应管44和第四场效应管45关闭,驱动控制模块30驱动三级管41的基极为低电平关闭三极管41、驱动控制模块30驱动第一场效应管42的栅极和第二场效应管43的栅极为低电平将第一场效应管42和第二场效应管43关闭,结束对电源电压节点进行充电。
其中,在无供电驱动模式中第三场效应管44和第四场效应管45的关闭阈值从第一预设电流值调整为第二预设电流值,同时,不再开启第一场效应管42和第二场效应管43,由此,结束对电源电压节点进行充电,避免电源电压节点过压。
在一实施例中,第一场效应管42和第二场效应管43为P型场效应管,第三场效应管44和第四场效应管45为N型场效应管。
在一实施例中,三极管41和第一场效应管42组成第一驱动电流通路,三极管41和第三场效应管44组成第二驱动电流通路,第一场效应管42和第二场效应管43组成第一电流镜像电路,第三场效应管44和第四场效应管45组成第二电流镜像电路。
在一实施例中,如图4所示,峰值电流检测模块50包括第一信号输入端fr6、第二信号输入端fr7、第三信号输入端fr8、第四信号输入端fr9、第一开关52、第二开关53、第三电阻51和第二比较器54,其中,第三信号输入端fr8作为峰值电流检测模块50的第二输入端fr2,第四信号输入端fr9作为峰值电流检测模块50的第一输入端fr1;
第一开关52的第一端连接第一信号输入端fr6或第二信号输入端fr7,第二开关53的第一端连接第三信号输入端fr8或第四信号输入端fr9;
第一开关52的第二端fr10作为峰值电流检检测模块50的第四输入端fr4,第二开关53的第二端fr11作为峰值电流电测模块50的第五输入端fr5;
第一开关52的第二端fr10连接第二比较器54的正输入端,第二开关53的第二端fr11连接第二比较器54的负输入端,第三电阻51的一端连接第二开关的第二端fr11与第二比较器54的负输入端的连接线上,第三电阻51的另一端接地;
第二比较器54的输出端为峰值电流检测模块50的输出端fc。
具体的,峰值电流检测模块50接收控制逻辑控制逻辑模块20的第三输出端kc3输出的开关控制信号和控制逻辑模块20的第二输出端kc2的开关控制信号,用于控制第一开关52和第二开关53的开启和关闭,且根据第二比较器54对正输入端的输入信号和负输入端的输入信号进行比较后输出信号到控制逻辑模块20的第二输入端kr2。
在自供电驱动模式中,第二开关53接收电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号,第一开关52接收第一信号输入端fr6的电压信号,电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号通过第三电阻51转换为电压信号,输入给第二比较器54的负输入端,随着电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号的增加,第二比较器54的负输入端的电压同步上升,当该电压超过第二比较器54正输入端输入第一信号输入端fr6的电压信号,第二比较器54的输出端口上升为高电平,并且将该高电平发送给控制逻辑模块20的第二输入端kr2,以触发控制逻辑实施相应动作,例如,关闭电流通路模块40的第三场效应管44和第四场效应管45,打开第一场效应管42和第二场效应管43,使得电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号下降为0V,进而使得第二比较器54的输出端口也下降为0V,同时,第二开关53连接到第二场效应管43的源极,第一开关52接收第二输入信号端fr7的电压信号,随着流经第二场效应管43的源极的输出电流上升,第二比较器54的负输入端的电压会超过第二输入信号端fr7的电压信号,第二比较器54的输出端的输出信号上升为高电平,并且将该高电平发送给控制逻辑模块20的第二输入端kr2,以触发控制逻辑实施相应动作,例如,关闭电流通路模块40的第一场效应管42和第二场效应管43,关闭三极管41,使得流经第二场效应管43的源极的输出电流下降为0V,进而使得第二比较器54的输出端的输出信号也下降为0V。
在无自供电驱动模式中,第二开关54接收电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号,第一开关53接收第二信号输入端fr7输入的电压信号,电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号通过第三电阻51转换为电压信号,输入给第二比较器54的负输入端,随着电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号的增加,第二比较器54的负输入端的电压同步上升,当该电压超过第二比较器54正输入端的第二信号输入端fr7输入的电压信号时,第二比较器54的输出端的输出信号上升为高电平,并且将该高电平发送给控制逻辑模块20的第二输入端kr2,以触发控制逻辑实施相应动作,例如,关闭电流通路模块40的第一场效应管42和第二场效应管43,关闭三极管41,使得电流通路模块40的第三输出端dc3输出的电流信号下降为0V,进而使得第二比较器54的输出端的输出信号也下降为0V。
在本实施例中,通过该电路结构能精确检测通过第三场效应管和第四场效应管连接到地的电流,以及精确检测第一场效应管和第二场效应管连接到电源电压VDD节点的电流,并且可以根据电源电压VDD节点的电压大小切换第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管的开关时序,使得该电路结构可精确检测并控制通过电感的峰值电流,并且还可控制提供给电源电压VDD节点的充电电流,使得电源电压VDD不会欠压或者过压,避免负载电路损坏。
在一实施例中,第一开关52和第二开关53为单刀双掷开关。
在一实施例中,驱动控制模块30的第一输出端qc1为三态信号,驱动控制模块30的第二输出端qc2和驱动控制模块30的第三输出端qc3为双态信号,其中,三态信号为恒流信号、高阻信号或低电平信号,双态信号为高电平信号或低电平信号。
示例性的,如图7所示,驱动控制模块30包括第一组开关31、第二组开关32、第三组开关33,其中,第一组开关31包括第一子开关310和第二子开关311,第一子开关310的一端连接第二子开关311的一端,第一子开关310的另一端接电源电压,第二子开关311的另一端接地,第二组开关32包括第三子开关320和第四子开关321,第三子开关320的一端连接第四子开关321的一端,第三子开关320的另一端接电源电压,第四子开关321的另一端接地,第三组开关33包括第五子开关330和第六子开关331,第五子开关330的一端连接第六子开关331的一端,第五子开关330的另一端接电源电压,第六子开关331的另一端接地,第一子开关310和第二子开关311的的连接点作为驱动控制模块30的第一输出端qc1,第三子开关320和第四子开关321的的连接点作为驱动控制模块30的第二输出端qc2,第五子开关330和第六子开关331的的连接点作为驱动控制模块30的第三输出端qc3。
其中,驱动控制模块30的第二输出端qc2为双态信号,可以为高电平或者为低电平,用于驱动电路通路模块40中的第一场效应管42、第二场效应管43,驱动控制模块30的第三输出端qc3为双态信号,可以为高电平或者为低电平,用于驱动电路通路模块40中的第三场效应管44、第五场效应管45。驱动控制模块30的第一输出端qc1为三态信号,可为恒流输出、高阻(悬空)或者低电平,用于驱动三极管41的基极。
在本实施中,通过根据控制逻辑模块的输出信号,驱动控制模块输出三态信号和双态信号,用于驱动电流通路模块的三极管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管的开启与关断,进而控制电流通路模块的输出电流,切换电源电压VDD节点的充电状态(停止或者开启),有利于避免电源电压VDD欠压或过压。
在一实施例中,如图3所示,分压电路模块70包括第一电阻71和第二电阻72,第一电阻71的第一端作为分压电路模块70的输入端,第一电阻71的第二端作为分压电路模块70的输出端,第二电阻72的第一端连接第一电阻71的第二端,第二电阻72的第二端接地。
具体的,第一电阻71和第二电阻72构成电源电压VDD节点的反馈分压电阻,分压电路模块70的输出端的电压与电源电压VDD节点的电压成固定比例。
具体的,通过分压电路模块对电源电压VDD进行分压输出分压信号,可以根据电源电压VDD的电压大小控制第一比较器的输出,进而能够避免电源电压VDD过压或欠压。
在一实施例中,当第一比较器10的输出端向控制逻辑模块20的第一输入端kr1输入低电平时,控制逻辑模块20进入自供电驱动模式,
当第一比较器10的输出端向控制逻辑模块20的第一输入端kr1输入高电平时,控制逻辑模块20进入无自供电驱动模式。
在本实施例中,通过第一比较器的输出信号控制控制逻辑模块,能够避免电源电压VDD过压或欠压。
在一实施例中,如图1所示,开关电源模块还包括启动电阻60,启动电阻60的第一端连接电流通路模块40的第一输入端dr1,启动电阻60的第二端连接电流通路模块40的第二输入端dr2。
具体的,当电源电压VDD节点的电压低于第一比较器10的第二输入端的参考电压时,可通过启动电阻60给三极管41的基极通入电流,进而通过三极管41将电流放大后,通过启动电阻60给电源电压VDD节点提供充电电流,避免电源电压VDD欠压。
显然,以上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,附图中给出了本申请的较佳实施例,但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现,相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来而言,其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种开关电源电路,包括:信号源、电感、电容和开关电源模块,所述信号源连接所述电感的第一端,所述电感的第二端连接所述开关电源模块的第一输入端,所述电容的第一端连接所述开关电源模块的第二输入端,所述电容的第二端接地,其特征在于,所述开关电源模块包括电流通路模块、分压电路模块、第一比较器、控制逻辑模块、驱动控制模块和峰值电流检测模块,其中,
所述分压电路模块的输出端连接所述第一比较器的第一输入端,所述分压电路模块的输入端连接所述电容的第一端,所述第一比较器的输出端连接所述控制逻辑模块的第一输入端,
所述控制逻辑模块的第一输出端连接所述驱动控制模块的第二输入端,所述控制逻辑模块的第二输出端连接所述峰值电流检测模块的第四输入端,所述控制逻辑模块的第三输出端连接所述峰值电流检测模块的第五输入端,所述峰值电流检测模块的输出端连接所述控制逻辑模块的第二输入端,
所述驱动控制模块的第一输出端连接所述电流通路模块的第一输入端,所述电感的第二端连接所述电流通路模块的第二输入端,所述驱动控制模块的第二输出端连接所述电流通路模块的第三输入端,所述驱动控制模块的第三输出端连接所述电流通路模块的第四输入端,其中,所述电流通路模块的第二输入端作为所述开关电源模块的第一输入端,
所述电流通路模块的第一输出端连接所述峰值电流检测模块的第三输入端,所述电流通路模块的第二输出端连接所述峰值电流模块的第一输入端,所述电流通路模块的第三输出端连接所述峰值电流模块的第二输入端,
所述峰值电流检测模块的第三输入端连接所述电容的第一端,其中,所述峰值电流检测模块的第三输入端和所述分压电路模块的输入端的连接点作为所述开关电源模块的第二输入端,所述峰值电流检测模块的输出端连接所述控制逻辑模块的第二输入端。
2.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述电流通路模块包括三极管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管,其中,
所述三极管的基极为所述电流通路模块的第一输入端,所述三极管的集电极为所述电流通路模块的第二输入端,所述三级管的发射极连接所述第一场效应管的漏极、第二场效应管的漏极和所述第三场效应管的漏极,
所述第一场效应管的栅极作为所述电流通路模块的第三输入端,所述第二场效应管的栅极连接所述第一场效应管的栅极,所述第一场效应管的源极为所述电流通路模块的第一输出端,所述第二场效应管的源极作为所述电流通路模块的第二输出端,
所述第三场效应管的栅极作为所述电流通路模块的第四输入端,所述第四场效应管的漏极作为所述电流通路模块的第三输出端,
所述第一场效应管的栅极连接所述第二场效应管的栅极,所述第三场效应管的栅极连接所述第四场效应管的栅极,所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极接地。
3.如权利要求2所述的开关电源电路,其特征在于,所述第一场效应管和所述第二场效应管为P型场效应管,所述第三场效应管和所述第四场效应管为N型场效应管。
4.如权利要求2所述的开关电源电路,其特征在于,所述三极管和所述第一场效应管组成第一驱动电流通路,所述三极管和所述第三场效应管组成第二驱动电流通路,所述第一场效应管和所述第二场效应管组成第一电流镜像电路,所述第三场效应管和所述第四场效应管组成第二电流镜像电路。
5.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述峰值电流检测模块包括第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端、第一开关、第二开关、第三电阻和第二比较器,其中,所述第三信号输入端作为所述峰值电流检测模块的第二输入端,所述第四信号输入端作为所述峰值电流检测模块的第一输入端;
所述第一开关的第一端连接所述第一信号输入端或所述第二信号输入端,所述第二开关的第一端连接所述第三信号输入端或所述第四信号输入端,
所述第一开关的第二端作为所述峰值电流检检测模块的第四输入端,所述第二开关的第二端作为所述峰值电流电测模块的第五输入端;
所述第一开关的第二端连接所述第二比较器的正输入端,所述第二开关的第二端连接所述第二比较器的负输入端,所述第三电阻的一端连接所述第二开关的第二端与所述第二比较器的负输入端的连接线上,所述第三电阻的另一端接地;
所述第二比较器的输出端为所述峰值电流检测模块的输出端。
6.如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述第一开关和所述第二开关为单刀双掷开关。
7.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述驱动控制模块的第一输出端为三态信号,所述驱动控制模块的第二输出端和所述驱动控制模块的第三输出端为双态信号,其中,所述三态信号为恒流信号、高阻信号或低电平信号,所述双态信号为高电平信号或低电平信号。
8.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述分压电路模块包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻的第一端作为所述分压电路模块的输入端,所述第一电阻的第二端作为所述分压电路模块的输出端,所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端,所述第二电阻的第二端接地。
9.如权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,当所述第一比较器的输出端向所述控制逻辑模块的第一输入端输入低电平时,所述控制逻辑模块进入自供电驱动模式,
当所述第一比较器的输出端向所述控制逻辑模块的第一输入端输入高电平时,所述控制逻辑模块进入无自供电驱动模式。
10.根据权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述开关电源模块还包括:启动电阻,所述启动电阻的第一端连接所述电流通路模块的第一输入端,所述启动电阻的第二端连接所述电流通路模块的第二输入端。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116223886A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-06 | 海的电子科技(苏州)有限公司 | 电压信号的检测方法和装置、存储介质 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103401428A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 普缘芯半导体科技(上海)有限公司 | 开关电源控制芯片以及开关电源控制系统 |
CN103501114A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-08 | 电子科技大学 | 具有临界导通模式的反激变换器 |
JP2014042394A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Denso Corp | スイッチング素子の駆動装置 |
CN103929855A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-16 | 深圳市明微电子股份有限公司 | Led照明装置、led驱动电路及其开关电源驱动芯片 |
CN203761657U (zh) * | 2014-03-27 | 2014-08-06 | 深圳市明微电子股份有限公司 | Led发光装置、led恒流驱动电路及其恒流驱动控制器 |
CN204497985U (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | Led驱动电路及其开关电源控制器 |
US20160322808A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Asus Global Pte. Ltd. | Power supply protection device and method thereof |
CN106304500A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-04 | 厦门矿通科技有限公司 | 一种用于led照明电源管理的驱动芯片与驱动电路 |
CN207410218U (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-25 | 深圳市富满电子集团股份有限公司 | 谷底开关控制电路及开关电源 |
CN109302066A (zh) * | 2017-07-25 | 2019-02-01 | 上海三思电子工程有限公司 | 一种开关电源中初级电感峰值电流的采样电路、开关电源 |
WO2021004246A1 (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种流限可控的开关电源 |
CN212627647U (zh) * | 2020-08-03 | 2021-02-26 | 厦门海索科技有限公司 | 兼容两种输出电压的开关电源电路及直流电源装置 |
CN113271001A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 富满微电子集团股份有限公司 | 一种电源管理芯片、开关电源管理系统及方法 |
-
2021
- 2021-10-08 CN CN202111173058.2A patent/CN114050710B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014042394A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Denso Corp | スイッチング素子の駆動装置 |
CN103401428A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 普缘芯半导体科技(上海)有限公司 | 开关电源控制芯片以及开关电源控制系统 |
CN103501114A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-08 | 电子科技大学 | 具有临界导通模式的反激变换器 |
CN203761657U (zh) * | 2014-03-27 | 2014-08-06 | 深圳市明微电子股份有限公司 | Led发光装置、led恒流驱动电路及其恒流驱动控制器 |
CN103929855A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-16 | 深圳市明微电子股份有限公司 | Led照明装置、led驱动电路及其开关电源驱动芯片 |
CN204497985U (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-22 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | Led驱动电路及其开关电源控制器 |
US20160322808A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Asus Global Pte. Ltd. | Power supply protection device and method thereof |
CN106304500A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-04 | 厦门矿通科技有限公司 | 一种用于led照明电源管理的驱动芯片与驱动电路 |
CN109302066A (zh) * | 2017-07-25 | 2019-02-01 | 上海三思电子工程有限公司 | 一种开关电源中初级电感峰值电流的采样电路、开关电源 |
CN207410218U (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-25 | 深圳市富满电子集团股份有限公司 | 谷底开关控制电路及开关电源 |
WO2021004246A1 (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种流限可控的开关电源 |
CN212627647U (zh) * | 2020-08-03 | 2021-02-26 | 厦门海索科技有限公司 | 兼容两种输出电压的开关电源电路及直流电源装置 |
CN113271001A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 富满微电子集团股份有限公司 | 一种电源管理芯片、开关电源管理系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘鸿雁;栾孝丰;来新泉;: "一种峰值电流控制模式中电流比较器的设计", 电子测量技术, no. 10 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116223886A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-06 | 海的电子科技(苏州)有限公司 | 电压信号的检测方法和装置、存储介质 |
CN116223886B (zh) * | 2023-02-15 | 2023-09-29 | 海的电子科技(苏州)有限公司 | 电压信号的检测方法和装置、存储介质 |
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