CN115395795A - 开关电源及基于dcm的自供电电路、基于ccm的自供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种开关电源及基于DCM的自供电电路、补电方法、芯片和基于CCM的自供电电路、补电方法和芯片，属于开关电源控制技术领域，基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，包括耐压开关管、充电支路和充电控制单元，所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路充电的充电电压；所述充电支路包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；所述充电控制单元用于控制所述充电支路是否到导通。本申请具有提高开关电源工作电压的稳定性的效果。

Description

开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路

技术领域

本申请涉及开关电源控制的领域，尤其是涉及一种开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路。

背景技术

随着电子设备的多样化，电源技术更是得到了空前的发展，开关速度越来越快，功率越来越大，芯片面积却越来越小，这就对开关电源控制技术的发展指标提出了更高的要求。

反激式开关电源作为电能转换设备的一种，由开关电源芯片控制开关管件接通与关闭，从而达到开关的能量转换输出，而开关电源芯片本身也要消耗能量，因此需要给开关电源芯片供电，现有的反激式开关电源通过设置可充电电容来提供开关电源芯片的工作电压，而可充电电容是由辅助线圈（反馈电路）来为其充电的。但是由于变压器存在线圈间的耦合关系，供电电压会受到输出电压的影响，即在负载为重载时，反馈供电电压高，而在轻载或空载时，反馈供电电压会比重载时下降许多，甚至低于开关电源芯片正常工作所需的电压，从而影响开关电源正常工作。

发明内容

为了提高开关电源工作电压的稳定性，本申请提供一种开关电源及基于DCM的自供电电路、基于CCM的自供电电路。

第一方面，本申请提供一种基于DCM的自供电电路，采用如下的技术方案：

一种基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，包括耐压开关管、充电支路和充电控制单元，

所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路充电的充电电压；

所述充电支路包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；

所述充电控制单元用于控制所述充电支路是否到导通。

通过采用上述技术方案，耐压开关管的耐高压性能使得充电支路与原边线圈连接，实现充电支路从原边线圈取电，从而降低线圈间耦合关系导致的电压不稳定的情况发生；开关电源工作在非连续模式，当充电电容从原边线圈取电时，充电电容的充电电流可以从0开始充电，从而降低自供电电路器件的面积；同时通过充电控制单元用来控制充电支路是否导通，以保证充电电容既可以完成充电需求，同时也不会影响原边线圈正常储能。

优选地，所述充电支路还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；

所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；

所述单向导通管用于实现所述充电支路电流单向导通。

通过采用上述技术方案，通过设置保护电阻以防止充电支路短路，同时保护电阻分压能够更好地保证充电电容以小电压进行充电，设置单向导通管以防止充电电容反向放电。

优选地，所述充电控制单元包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号。

通过采用上述技术方案，延时器与控制管的配合，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；在延时器的延迟时间内，充电支路导通，充电电容充电，当延时器的延迟时间达到后，延时器将开关电源芯片输出的控制信号给到控制管以使得控制管导通，此时充电支路断开，原边线圈储能。

优选地，所述充电控制单元包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电流采样器，串联于所述充电支路中，用于检测所述充电支路的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；

比较控制器，其输入端连接于所述电流采样器和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据采样信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。

通过采用上述技术方案，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；充电支路的充电电流随着充电时长的增加而增大，通过设置电流采样器对充电支路的充电电流进行检测，比较控制器根据采样信号和控制信号来控制控制管是否导通，以实现充电控制单元在充电电容充电电流大于预设值时控制充电支路断开，从而保证充电电容以小电流进行充电。

优选地，所述比较控制器包括电流比较器和与逻辑器；

所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器连接，用于比较所述充电支路的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；

所述与逻辑器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器连接，用于获取比较信号；所述与逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管是否导通。

通过采用上述技术方案，电力比较器将充电电流与电流预设值进行比较，与逻辑器将比较信号与控制信号进行整合，在充电电流超过电流预设值且开关控制芯片输出高电平信号两个条件都满足的情况下控制控制管导通。

优选地，所述比较控制器还包括设置于所述电流比较器和所述与逻辑器之间的触发器，

所述触发器，两输入端分别与所述电流比较器和开关电源芯片连接，用于获取比较信号和控制信号，其输出端与所述与逻辑器连接，根据比较信号和控制信号输出触发信号；

所述触发器与开关电源芯片之间连接有非逻辑器。

通过采用上述技术方案，利用触发器的触发逻辑以防止充电支路断开后，充电电流低于电流预设值而导致控制管再次截止，充电支路再次导通的情况发生，触发器与开关电源芯片连接，从而使得触发器受开关电源芯片控制，以保证在开关周期内触发器被触发后其输出的信号保持不变。

优选地，所述充电控制单元包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电压采样器，输入端与所述充电电容的一端连接，用于获取所述充电电容的电压信号，并输出判断信号；其输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止；

其中，所述电压采样器预设有高压基准值，所述充电电容电压信号大于高压基准值时，所述电压采样器控制所述控制管导通；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器和开关电源芯片，用于接收判断信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据判断信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。

通过采用上述技术方案，控制管串联在耐压开关管和地之间，当控制管导通时耐压开关管与控制管连接的一端接地，从而使得充电支路断开，从而实现自供电电路给充电电容充电的同时兼顾开关电源高压启动功能；随着充电时长的增加而充电电容不断充电，其电压值不断增加，通过设置电压采样器对充电电容的电压值进行检测并输出判断信号，当电压信号超过高压基准值时说明充电电容充电完成，第二与逻辑器获取判断信号和控制信号，当充电电容电压信号和控制信号均满足要求时，电压采样器控制控制管导通，从而使得充电支路断开。

优选地，所述电压采样器包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路，所述低压基准电路用于提供低压基准值，所述高压基准电路用于提供高压基准值，所述高压基准值大于低压基准值；

所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。

通过采用上述技术方案，通过设置低压基准电路，低压基准电路提供低压基准值，当充电电容在充电电压小于低压基准时，代表充电电容需要补电，通过高压基准电路提供高压基准值，从而使得充电电容在不同状态下能够跟不同基准值进行比较，同时设置第一导通件和第二导通件的导通条件相反，以防止低压基准电路和高压基准电路同时接入电压比较器的情况发生。

优选地，所述充电控制单元还包括第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的一输入端与所述电压比较器连接，所述第一与逻辑器的另一输入单与开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与充电开关管的控制极连接。

通过采用上述技术方案，第一与逻辑器根据判断信号和开关电源芯片的控制信号来控制充电开关管是否导通，从而使得充电开关管导通需要在充电电容电量和控制信号同时满足要求的情况下才能导通，以防止充电电容电量足够时充电开关管仍然导通的情况发生。

优选地，所述充电控制单元还包括延时器和或逻辑器，

所述延时器预设有预设时长，所述延时器的输入单与开关电源芯片连接，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号；

所述或逻辑器的输入端分别与所述第二与逻辑器和延时器连接，所述或逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止。

通过采用上述技术方案，通过延时器和或逻辑器的配合，以防止充电电容的电压信号一直达不到高压基准值而影响原边线圈储能的情况发生，利用或逻辑器的导通特性，当充电时长达到预设时长或者充电电容的电压信号达到高压基准值任一条件满足时，控制管均能导通。

第二方面，本申请提供一种基于CCM的自供电电路，采用如下的技术方案：

一种基于CCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，包括耐压开关管、充电支路、模式切换单元和充电控制单元，

所述耐压开关管连接于原边线圈和所述充电支路之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路充电的充电电压；

所述充电支路包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和所述耐压开关管之间；

所述模式切换单元，用于监测所述充电电容的电压和辅助线圈的电压，并输出用以调节开关电源芯片控制信号输出的切换信号；

所述充电控制单元用于控制所述充电支路是否导通。

通过采用上述技术方案，耐压开关管的耐高压性能使得充电支路与原边线圈连接，实现充电支路从原边线圈取电，从而降低线圈间耦合关系导致的电压不稳定的情况发生；开关电源工作在连续模式，当充电电容从原边线圈取电时，为保证充电电容以小电流进行充电，当充电电容需要充电时，模式切换单元输出切换单元以调整控制信号，从而使得副边线圈能够充分放电，从而使得充电电容的充电电流可以从0开始充电，以降低自供电电路器件的面积；同时通过充电控制单元用来控制充电支路是否导通，以保证充电电容既可以完成充电需求，同时也不会影响原边线圈正常储能。

优选地，所述充电支路还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；

所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；

所述单向导通管用于实现所述充电支路电流单向导通。

通过采用上述技术方案，通过设置保护电阻以防止充电支路短路，同时保护电阻分压能够更好地保证充电电容以小电压进行充电，设置单向导通管以防止充电电容反向放电。

优选地，所述模式切换单元包括电压采样器和采样反馈器，

所述电压采样器预设有低压基准值；

所述电压采样器用于获取所述充电电容的电压信号，并将电压信号与低压基准值比较，并输出判断信号；

所述电压采样反馈器设置于辅助线圈和开关电源芯片之间，对辅助线圈上的电压进行采样以获取采样信号，开关电源芯片根据采样信号和判断信号控制是否需要延长控制信号为低电平的时长以使得开关电源从连续模式转换为非连续模式。

通过采用上述技术方案，通过设置低压基准值，将充电电容的电压信号与低压基准值进行判断，以获得充电电容是否需要补电，当充电电容需要补电时，开关电源芯片获取到判断信号从而延长控制信号为低电平的时长，以使得副边线圈完全放电，开关电源从连续模式转换为非连续模式；通过采样反馈器对辅助线圈的电压进行采样，根据线圈之间的偶尔关系从而判断副边线圈是否完全放电，当副边线圈完全放电时，输出采样信号以使得开关控制芯片输出高电平信号。

优选地，所述电压采样器包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路；

所述低压基准电路用于提供低压基准值；

所述高压基准电路用于提供高压基准值；

所述高压基准值大于低压基准值；

所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。

通过采用上述技术方案，通过设置高压基准电路从而对充电电容的电量进行限制，当电压信号大于高压基准值时，说明充电电容补充完成；通过设置高压基准电路和低压基准电路，使得充电电容在不同状态下能够跟不同基准值进行比较，同时设置第一导通件和第二导通件的导通条件相反，以防止低压基准电路和高压基准电路同时接入电压比较器的情况发生。

优选地，所述电压比较器和所述充电开关管之间设有第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的输入端分别与所述电压比较器和开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与所述充电开关管的控制极连接。

通过采用上述技术方案，第一与逻辑器根据判断信号和开关电源芯片的控制信号来控制充电开关管是否导通，从而使得充电开关管导通需要在充电电容电量和控制信号同时满足要求的情况下才能导通，以防止充电电容电量足够时充电开关管仍然导通的情况发生。

优选地，所述充电控制单元包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器和开关电源芯片，输出端耦接于所述控制管，用于接收判断信号和控制信号，并根据判断信号和控制信号输出电压识别信号至所述控制管；

或逻辑器，其输入端分别连接于所述延时器输出端和所述第二与逻辑器输出端，用于获取经所述延时器延时的控制信号和电压识别信号，其输出端连接于所述控制管控制极，用于控制所述控制管导通或者截止。

通过采用上述技术方案，通过第二与逻辑器使得控制管是否导通与充电电容的电压信号和开关电源芯片有关，当两者均满足要求时，第二与逻辑器输出高电平信号；又通过设置延时器和或逻辑器的配合，以防止充电电容的电压信号一直达不到高压基准值而影响原边线圈储能的情况发生，同时能够有效防止控制管导通后，在原边线圈储能的情况下，由于充电电容对开关电源芯片供电而导致充电电容的电压信号再次小于高压基准值而使得控制管再次截止的情况发生。

优选地，所述充电控制单元包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电流采样器，串联于所述充电支路中，用于检测所述充电支路的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；

比较控制器，其输入端连接于所述电流采样器和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，并根据采样信号和控制信号输出电流识别信号；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器和开关电源芯片，输出端耦接于所述控制管，用于接收判断信号和控制信号，并根据判断信号和控制信号输出电压识别信号至所述控制管；

或逻辑器，其输入端分别连接于所述比较控制器输出端和所述第二与逻辑器输出端，用于获取电流识别信号和电压识别信号，其输出端连接于所述控制管控制极，用于控制控制管导通或者截止。

通过采用上述技术方案，通过第二与逻辑器使得控制管是否导通与充电电容的电压信号和开关电源芯片有关，当两者均满足要求时，第二与逻辑器输出高电平信号；随着充电支路导通市场的增加，充电电流不断增大，充电电容的电量也不断增加，为保证充电电容以小电流进行充电，通过设置电流采样器对充电电流进行采集，同时通过比较控制器将充电电流与电流预设值进行比较，从而判断充电电流是否大于电流预设值，在或逻辑器的作用下，当第二与逻辑器或比较控制器任一输出高电平信号时，或逻辑器输出高电平信号，从而防止充电电容的电压信号一直达不到高压基准值而影响原边线圈储能的情况发生。

优选地，所述比较控制器包括电流比较器和触发器；

所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器连接，用于比较所述充电支路的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；

所述触发器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器的输出端连接，用于获取比较信号，所述触发器的输出端与所述或逻辑器连接。

通过采用上述技术方案，利用触发器的触发逻辑以防止充电支路断开受比较控制器控制，即充电电容的电压未达到高压基准值时，充电电流大于电流预设值而使得充电支路断开，当充电支路断开后，充电电流低于电流预设值而导致控制管再次截止，充电支路再次导通的情况发生，触发器与开关电源芯片连接，从而使得触发器受开关电源芯片控制，以保证在开关周期内触发器被触发后其输出的信号保持不变。

第三方面，本申请提供一种基于上述基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，采用如下的技术方案：

一种基于上述基于DCM的自供电电流的开关电源自供电补电方法，包括以下步骤：

获取开关电源芯片的控制信号；

判断控制信号是否为高电平；若是，则执行以下步骤，若否，则重新获取控制信号；

判断充电支路是否导通；若是，则充电电容充电，若否，则原边线圈储能。

优选地，所述充电支路是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路的导通时长是否达到预设时长；若否，则充电支路导通，若是，则充电支路断开。

优选地，所述充电支路是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路的充电电流是否大于电流预设值；若否，则充电支路导通，若是，则充电支路断开。

优选地，在所述判断充电支路是否导通前，还需要判断所述充电电容是否需要补电，包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于低压基准值；若是，则充电电容需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容无需补电；

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；若是，则充电支路导通，若否，则充电支路断开。

优选地，在所述判断充电支路是否导通前，还需要判断所述充电电容是否需要补电，包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于低压基准值；若是，则充电电容需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容无需补电；

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路的导通时长是否达到预设时长；

若以上判断结果均为否，则充电支路导通；若任一判断结果为是，则充电支路断开。

第四方面，本申请提供一种基于上述基于CCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，采用如下的技术方案：

一种基于上述基于CCM的自供电电流的开关电源自供电补电方法，包括以下步骤：

获取充电电容的电压信号，根据电压信号判断充电电容是否需要补电；若是，则执行以下步骤，若否，则继续获取电压信号；

开关电源芯片延长控制信号为低电平的时长；

获取辅助线圈的电压采样信号，根据采样信号判断副边线圈是否完全释能；若是，则执行以下步骤，若否，则继续延长控制信号为低电平的时长；

控制信号由低电平跳转为高电平输出；

判断充电支路是否导通；若是，则充电电容充电，若否，则原边线圈储能。

优选地，所述充电支路是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路的导通时长是否达到预设时长；

若以上判断结果均为否，则充电支路导通；若任一判断结果为是，则充电支路断开。

优选地，所述充电支路是否导通，还包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路的充电电流是否大于电流预设值；

若以上判断结果均为否，则充电支路导通；若任一判断结果为是，则充电支路断开。

第五方面，一种应用上述基于DCM的自供电电路的开关电源，包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路；

所述变压器包括原边线圈、副边线圈和辅助线圈；

所述输出控制模块包括用于输出控制信号的开关电源芯片；

所述自供电电路包括耐压开关管、充电支路和充电控制单元；

所述耐压开关管连接于所述充电支路和所述原边线圈之间，所述充电支路与所述耐压开关管串联，所述充电控制单元耦接于所述输出控制模块与所述原边线圈之间。

第六方面，一种应用上述基于CCM的自供电电路的开关电源，包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路；

所述变压器包括原边线圈、副边线圈和辅助线圈；

所述输出控制模块包括用于输出控制信号的开关电源芯片；

所述自供电电路包括耐压开关管、充电支路、模式切换单元和充电控制单元；

所述耐压开关管连接于所述充电支路和所述原边线圈之间，所述充电支路与所述耐压开关管串联，所述模式切换单元耦接于所述充电支路和所述辅助线圈之间，所述充电控制单元耦接于所述模式切换单元和所述原边线圈之间。

第七方面，一种非连续模式开关电源的自供电电路芯片，包括上述基于DCM的自供电电路的所述充电支路和所述充电控制单元。

优选地，还包括所述耐压开关管。

第八方面，一种连续模式开关电源的自供电电路芯片，包括如上述基于CCM的自供电电路的所述充电支路、所述模式切换单元和所述充电控制单元。

优选地，还包括所述耐压开关管。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置耐压开关管将充电支路与原边线圈串联起来，从而实现充电电容无需从辅助线圈取电，能够在开关周期内自适应的从原边线圈取电，提高了充电电容供压的稳定性；

2.通过设置充电控制单元使得自供电电路既可以实现充电电容自适应补电又可以同时兼顾高压启动功能，提高了自供电效率；

3.通过设置延时器的预设时长来设定自适应补电最长时，保证开关电源正常工作；

4.通过设置电流采样器和比较控制器，对充电电容的充电电流进行监测，根据充电电流的情况进行自适应调整补电；

5.通过设置电压采样器对充电电容的电压进行监测，根据充电电容的电压情况进行自适应调整补电。

附图说明

图1是本申请实施例中一种开关电源的部分电路结构示意图；

图2是本申请实施例中基于DCM的自供电电路的电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为延时控制单元的电路结构；

图3是本申请实施例中基于DCM的自供电电路充电控制单元为延时控制单元时波型图；

图4是本申请实施例中基于DCM的自供电电路的电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为电流采样控制单元的电路结构；

图5是本申请实施例中基于DCM的自供电电路充电控制单元为电流采样控制单元时波型图；

图6是申请实施例中基于DCM的自供电电路的电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为电压采样控制单元的电路结构；

图7是本申请实施例中基于DCM的自供电电路充电控制单元为电压采样控制单元时波型图；

图8是本申请实施例中基于CCM的自供电电路的电路结构框图；

图9是本申请实施例中基于CCM的自供电电路的电路结构示意图；

图10是本申请实施例中基于CCM的自供电电路的电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为延时控制单元的电路结构；

图11是本申请实施例中基于CCM的自供电电路充电控制单元为延时控制单元时波型图；

图12是本申请实施例中基于CCM的自供电电路的电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为电流采样控制单元的电路结构；

图13是本申请实施例中基于CCM的自供电电路充电控制单元为电流采样控制单元时波型图；

图14是本申请实施例中基于非连续模式开关电源的自供电补电方法的流程图；

图15是本申请实施例中基于非连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电时长时的流程图；

图16是本申请实施例中基于非连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电电流大小时的流程图；

图17是本申请实施例中基于非连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电电容电压信号大小时的流程图；

图18是本申请实施例中基于非连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电时长和充电电容电压信号大小时的流程图；

图19是本申请实施例中基于连续模式开关电源的自供电补电方法的流程图；

图20是本申请实施例中基于连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电时长和充电电容电压信号大小的流程图；

图21是本申请实施例中基于连续模式开关电源的自供电补电方法的充电要求为充电电流大小和充电电容电压信号大小的流程图。

附图标记说明：100、充电支路；200、充电控制单元；210、电流采样器；220、比较控制器；230、电压采样器；300、模式切换单元；310、采样反馈器。

具体实施方式

以下结合附图图1-图21对本申请作进一步详细说明。

开关电源的工作模式通常分为连续模式（CCM）和非连续模式（DCM），非连续模式又称为断续模式；两种工作模式的区别在于每个周期线圈内电流是否减小为0。对于非连续模式（DCM）来说，其每个开关周期线圈电流都减小为0，因此每个新周期到来时，线圈电流从0开始上升；对于连续模式（CCM）来说，其每个开关周期线圈电流都还未减小到0时，下个开关周期就到来了，因此每个新周期到来时，线圈电流从一定值（非0值）开始上升。

开关电源处于何种模式由其所连接的负载决定，当开关电源带轻载或空载时，输出功率要求不高，工作在非连续模式；当开关电源带重载或输出功率较高时，需要工作频率较高，则开关电源需要工作在连续模式下。而开关电源在设计时，需要根据使用需求，将开关电源设计为只工作在非连续模式或连续模式与非连续模式根据负载进行切换的模式。

本申请实施例公开一种开关电源。如图1所示，开关电源包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路。其中，变压器包括原边线圈N1、辅助线圈N3、副边线圈N2以及并联于副边线圈N2两端的输出电容C1，输出电容C1的两端用于连接负载，副边线圈N2和充电电容C2之间还设有输出单向管D1，输出单向管D1为二极管，其阳极与副边线圈N2连接，其阴极与输出电容C1连接，以防止出现输出电容C1对副边线圈N2放电的情况发生；原边线圈N1与副边线圈N2相互耦合感应；当原边线圈N1导通时，原边线圈N1存储能量，副边线圈N2不工作，输出电容C1为负载供电。原边线圈N1的一端用于接收经整流器整流后的供电电压VIN，原边线圈N1的另一端与自供电电路连接，当原边线圈N1导通时，自供电电路取电于原边线圈N1。输出控制模块包括开关电源芯片PWM及其外围电路；开关电源芯片PWM输出控制信号SW用于控制自供电电路在开关电源的开关周期内进行充电，同时开关电源芯片PWM输出的控制信号SW还用于调整控制开关电源的输出电压VOUT，本申请实施例中，控制信号SW即为PWM脉宽调制波形信号。

本申请实施例公开一种基于非连续模式的开关电源的自供电电路。如图1所示，自供电电路包括耐压开关管Q1、充电支路100和充电控制单元200，其中，充电支路100包括充电电容C2、充电开关管Q3和保护电阻R；

耐压开关管Q1连接于原边线圈N1和充电电容C2之间，获取原边线圈N1的供电电压，并输出供充电电容C2充电的充电电压；

充电电容C2从原边线圈N1取电并为开关电源芯片PWM供电；

充电开关管Q3连接于充电电容C2和耐压开关管Q1之间，充电开关管Q3用于在耐压开关管Q1导通并输出充电电压时控制是否对充电电容C2进行充电；

保护电阻R，串联于充电开关管Q3和充电电容C2之间，用于限制充电电容C2的充电电流I以保护充电电容C2；

充电控制单元200用于控制充电支路100是否导通。

原边线圈N1、耐压开关管Q1以及充电支路100构成对充电电容C2进行充电的充电回路；当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，此时若充电控制单元200控制充电支路100导通，则充电回路导通，充电电容C2开始充电；若充电控制单元200控制充电支路100关断，则充电回路断开，充电电容C2停止充电。

充电开关管Q3的控制极与开关电源芯片PWM连接，受开关电源芯片PWM输出的控制信号SW控制，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3导通；充电开关管Q3不限于MOS管、三极管等开关管。

本申请实施例中，耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，由于器件的面积与耐压和流过器件的电流有关，耐压越高、流过的电流越大，器件相应的面积也会增大；而氮化镓晶体管作为高压开关管，并利用其工作特性从源端取电，确保芯片内部只工作在低压状态，以满足器件耐压高的要求，降低器件的复杂度，从而减小最终器件面积。同时当开关电源工作在非连续模式下时，线圈能量完全释放，每个开关周期线圈电流都减小为0，因此每个新周期到来时，线圈电流从0开始上升，即每次开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，开关电源芯片PWM先通过耐压开关管Q1的源极以最小电流给充电电容C2充电，以减小自供电电路器件的面积。

耐压开关管Q1的漏极与原边线圈N1连接，耐压开关管Q1的栅极接地，充电控制单元200串联于耐压开关管Q1源极和地之间；充电控制单元200预设有充电要求，并输出充控信号Sq2，充控信号Sq2用以控制导通的充电支路100是否保持继续导通；当充电要求未满足时，充控信号Sq2控制充电支路100保持继续导通，当充电要求满足时，充控信号Sq2控制充电支路100断开。本申请实施例中，充电支路100是否导通由耐压开关管Q1的源极是否接地决定，因此，为防止充电电容C2充电完成后对地放电，充电支路100还包括单向导通管D2，单向导通管D2用于实现充电支路100电流单向导通，当电流自充电开关管Q3向充电电容C2流向时，单向导通管D2导通；反之则单向导通管D2截止。本申请实施例中，单向导通管D2也采用二极管，且单向导通管D2的阳极与充电开关管Q3连接，单向导通管D2的阴极与充电电容C2连接。

在一实施例中，参照图2，充电控制单元200为延时控制单元，其包括：

控制管Q2，连接于耐压开关管Q1和地之间，且控制管Q2与充电开关管Q3和充电电容C2并联设置，控制管Q2用于控制耐压开关管Q1源极是否接地；

延时器TD，连接于控制管Q2和开关电源芯片PWM之间，用于延时输出开关电源芯片PWM输出的控制信号SW。

具体地，参照图2和图3，原边线圈N1、耐压开关管Q1和控制管Q2构成原边回路，当控制管Q2导通时，原边回路导通。由于开关电源芯片PWM输出的控制信号SW还用于控制充电开关管Q3导通或截止，因此为保证充电电容C2有足够的时间进行充电，延时器TD设有预设时长tdly，预设时长tdly为百纳秒数量级的时间，以保证开关电源原边线圈N1的储能不受影响。延时器TD的输入端与开关电源芯片PWM连接，延时器TD的输出端与控制管Q2的控制极连接，用于输出延时信号，延时信号即为延时输出的控制信号SW，本申请实施例中，充电要求为时间要求，延时信号即为充控信号Sq2。延时器TD为高电平信号触发，即，当控制信号SW为高电平时，延时器TD开始计时，当预设时长tdly内时，延时器TD仍保持低电平输出，此时充电要求未满足，充控信号Sq2控制充电支路100保持继续导通；当计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平，此时充电要求满足，充控信号Sq2控制充电支路100断开，即控制管Q2的控制输入高电平信号。控制管Q2的控制极与延时器TD连接，延时器TD接收开关电源芯片PWM输出的控制信号SW并延时后向控制管Q2输出，因此控制管Q2仍受开关电源芯片PWM输出的控制信号SW控制，当控制管Q2接收到开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，控制管Q2导通，原边回路导通；控制管Q2不限于MOS管、三极管等开关管。

参照图2和图3，当充电回路导通时，原边线圈N1也在储能，但是原边线圈N1的储能速度缓慢，同时随着充电回路导通时间的增加，充电回路的充电电流I逐渐增大，为保证开关电源能正常进行工作，同时为保证充电电容C2能够满足开关电源芯片PWM的耗电需求，预设时长tdly在保证开关电源正常工作的情况下设置为最大，以保证充电电容C2能够有足够的充电时长。

参照图2和图3，由于耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，因此当控制管Q2截止、充电开关管Q3导通时，充电回路导通，充电电容C2开始充电；当控制管Q2导通时，耐压开关管Q1的源极被下拉接地，耐压开关管Q1的源极电压接近于0V，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。当控制管Q2导通时，单向导通管D2反向截止，充电支路100截止，充电电容C2停止充电的同时，也不会经充电开关管Q3和控制管Q2对地放电。

本申请实施例一种基于非连续模式的开关电源的自供电电路的自供电原理为：当开关电源芯片PWM输出高电平时，充电开关管Q3导通，在预设时长tdly内，延时器TD保持低电平输出，即控制管Q2截止，以使得充电回路保持导通，充电电容C2充电；当延时器TD的计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平信号，则控制管Q2导通，此时虽然充电开关管Q3也导通，但是耐压开关管Q1的源极接地，因此充电电容C2停止充电，原边回路导通，以保证原边线圈N1能够正常储能。当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平时，充电开关管Q3和控制管Q2均截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

在另一实施例中，参照图4，充电控制单元200为电流采样控制单元，其包括：

控制管Q2，连接于耐压开关管Q1和地之间，且控制管Q2与充电开关管Q3和充电电容C2并联设置，控制管Q2用于控制耐压开关管Q1源极是否接地；

电流采样器210，串联于充电支路100中，用于检测充电支路100的充电电流I，输出与充电电流I成正比的采样信号CS；

比较控制器220，其输入端连接于电流采样器210和开关电源芯片PWM，用于接收采样信号CS和控制信号SW，其输出端与控制管Q2的控制极连接，根据采样信号CS和控制信号SW控制控制管Q2导通或者截止。

具体地，参照图4和图5，原边线圈N1、耐压开关管Q1和控制管Q2构成原边回路，当控制管Q2导通时，原边回路导通。控制管Q2不限于MOS管、三极管等开关管；耐压开关管Q1的漏极与原边线圈N1连接，耐压开关管Q1的栅极接地，耐压开关管Q1的源极与控制管Q2的漏极连接，控制管Q2的源极接地。由于耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，因此当控制管Q2截止、充电开关管Q3导通时，充电回路导通，充电电容C2开始充电；当控制管Q2导通时，耐压开关管Q1的源极被下拉接地，耐压开关管Q1的源极电压接近于0V，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。

参照图4和图5，为保证充电电容C2在开关电源开关周期内能够存储足够开关电源芯片PWM耗能的电量，比较控制器220包括电流比较器CMPA和与逻辑器AND；电流比较器CMPA的一输入端获取电流预设值Iref，另一输入端与电流采样器210连接，用于比较充电支路100的充电电流I是否超过电流预设值Iref，并输出比较信号S1；本申请实施例中，电流比较器CMPA的正向输入端与电流采样器210连接，电流比较器CMPA反向输入端获取的电流预设值Iref，可选为100mA。与逻辑器AND的一输入端与开关电源芯片PWM连接，用于获取控制信号SW，另一输入端与电流比较器CMPA连接，用于获取电流比较器CMPA输出的比较信号S1；与逻辑器AND的输出端与控制管Q2的控制极连接，本申请实施例中，充电要求为充电电流I是否达到电流预设值Iref，与逻辑器AND输出的电平信号即为充控信号Sq2。根据与逻辑器AND的逻辑特性，当与逻辑器AND的两个输入端均为高电平时，控制管Q2导通。

参照图4和图5，当充电回路导通时，原边线圈N1也在储能，但是原边线圈N1的储能速度缓慢，同时随着充电回路导通时间的增加，充电回路的充电电流I逐渐增大，为保证开关电源能正常进行工作，防止充电电容C2停止充电后，充电电流I低于电流预设值Iref而导致控制管Q2再次截止，充电回路再次导通，影响原边线圈N1储能，比较控制器220还包括触发器RS，触发器RS用于保证在一个开关周期内，充电回路只能导通一次。

参照图4和图5，触发器RS的一输入端与开关电源芯片PWM连接，用于获取控制信号SW，另一输入端与电流比较器CMPA连接，用于获取电流比较器CMPA输出的比较信号S1，触发器RS根据比较信号S1和控制信号SW输出触发信号，触发器RS的输出端连接于与逻辑器AND的输入端。本申请实施例中，电流比较器CMPA在充电电流I大于电流预设值Iref时输出高电平信号，因此触发器RS为RS触发器，触发器RS的复位端与开关电源芯片PWM连接，触发器RS的置位端与电流比较器CMPA的输出端连接，触发器RS与开关电源芯片PWM之间设有非门NOT1，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，在非门NOT1的作用下，触发器RS的复位端输入低电平信号，此时若电流比较器CMPA输出的比较信号S1为高电平时，则触发器RS输出高电平信号，与逻辑器AND的两个输入端均为高电平，控制管Q2导通，在开关电源芯片PWM输出的控制信号SW保持高电平输出的情况下，即使触发器RS的置位端跳变为低电平信号，触发器RS输出端输出的触发信号仍为高电平；当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW跳变为低电平时，触发器RS输出端输出跳变为低电平信号，此时控制管Q2截止。

本申请实施例一种基于非连续模式的开关电源的自供电电路的自供电原理为：当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平信号时，充电开关管Q3导通，此时充电电流I从0开始上升，电流采样器210实时对充电回路进行电流采样并输出采样信号CS至电流比较器CMPA，当电流比较器CMPA接收到的采样信号CS未大于电流预设值Iref时，电流比较器CMPA输出低电平信号，此时触发器RS的置位端为低电平输入，触发器RS的复位端也为低电平输入，触发器RS输出的触发信号保持低电平输出，与逻辑器AND与触发器RS连接的输入端为低电平输入，因此与逻辑器AND输出低电平信号，控制管Q2保持截止，充电回路导通对充电电容C2进行充电。

当电流比较器CMPA接收到采样信号CS大于电流预设值Iref时，电流比较器CMPA输出高电平信号，此时触发器RS的置位端为高电平输入，而复位端为低电平输入，根据RS触发器的特性，在开关电源芯片PWM输出的控制信号SW未跳变为低电平时，触发器RS输出的触发信号均为高电平信号，与逻辑器AND的两个输入端均为高电平输入，与逻辑器AND输出高电平，因此控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，此时充电电容C2停止充电，以保证原边线圈N1能够正常储能。

当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平时，充电开关管Q3截止，电流比较器CMPA输出的比较信号S1为低电平，因此触发器RS的置位端为低电平输入，触发器RS的复位端为高电平输入，因此触发器RS输出的触发信号为低电平信号，与逻辑器AND的两个输入端均为低电平输入，控制管Q2均截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

在另一实施例中，参照图6，充电控制单元200为电压采样控制单元，其包括：

控制管Q2，连接于耐压开关管Q1和地之间，且控制管Q2与充电开关管Q3和充电电容C2并联设置，控制管Q2用于控制耐压开关管Q1源极是否接地；

电压采样器230，输入端与充电电容C2的一端连接，用于获取充电电容C2的电压信号VCC，并输出判断信号S2；输出端与控制管Q2的控制极连接，用于控制控制管Q2导通或截止；

第一与逻辑器AND1，其输入端连接于电压采样器230和开关电源芯片PWM，用于接收判断信号S2和控制信号SW，其输出端与充电开关管Q3的控制极连接，根据判断信号S2和控制信号SW控制充电开关管Q3导通或者截止。

具体地，参照图6和图7，原边线圈N1、耐压开关管Q1和控制管Q2构成原边回路，当控制管Q2导通时，原边回路导通。控制管Q2不限于MOS管、三极管等开关管；耐压开关管Q1的漏极与原边线圈N1连接，耐压开关管Q1的栅极接地，耐压开关管Q1的源极与控制管Q2的漏极连接，控制管Q2的源极接地。由于耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，因此当控制管Q2截止、充电开关管Q3导通时，充电回路导通，充电电容C2开始充电；当控制管Q2导通时，耐压开关管Q1的源极被下拉接地，耐压开关管Q1的源极电压接近于0V，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。

参照图6和图7，为保证充电电容C2能够储备足够的电能以满足开关电源芯片PWM的耗能，电压采样器230预设有低压基准值Vref1和高压基准值Vref2，低压基准值Vref1的电压值小于高压基准值Vref2的电压值，以使得充电电容C2在其电压信号VCC小于低压基准值Vref1或大于高压基准值Vref2时输出判断信号S2。判断信号S2包括充电信号和高压信号，当电压信号VCC低于低压基准值Vref1时，电压采样器230输出充电信号；当电压信号VCC高于高压基准值Vref2时，电压采样器230输出高压信号。电压采样器230先将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较，当电压信号VCC低于低压基准值Vref1时，电压采样器230输出充电信号，同时电压采样器230将电压信号VCC与高压基准值Vref2进行比较，当电压信号VCC高于高压基准值Vref2时，电压采样器230输出高压信号，此时电压采样器230重新将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较。

参照图6和图7，为保证充电电容C2在充电过程中，电压采样器230获取的参考信号可以从低压基准值Vref1跳变为高压基准值Vref2，电压采样器230包括电压比较器CMPV、设置于电压比较器CMPV一输入端的低压基准电路和高压基准电路，低压基准电路用于提供低压基准值Vref1，高压基准电路用于提供高压基准值Vref2。电压比较器CMPV输出端与低压基准电路之间设有第一导通件，电压比较器CMPV输出端与高压基准电路之间设有第二导通件，第一导通件和第二导通件的导通条件相反，从而使得低压基准电路和高压基准电路不能同时与电压比较器CMPV连接。

参照图6和图7，本申请实施例中，第一导通件包括第一开关器K1和非逻辑器NOT2，第二导通件包括第二开关器K2，第一开关器K1和第二开关器K2导通条件相同，第一开关器K1根据经非逻辑器NOT2处理后的判断信号S2控制低压基准电路是否与电压比较器CMPV连接，第二开关器K2根据判断信号S2控制高压基准电路是否与电压比较器CMPV连接，在非逻辑器NOT2的作用下使得低压基准电路与高压基准电路不能同时与电压比较器CMPV连接。

参照图6和图7，本申请实施例中，低压基准电路或高压基准电路与电压比较器CMPV的正向输入端连接，电压比较器CMPV的反向输入端与充电电容C2的一端连接，电压比较器CMPV的输出端与第一与逻辑器AND1的一输入端连接，第一与逻辑器AND1的另一输入端与开关电源芯片PWM连接，当第一与逻辑器AND1的两个输入端均为高电平输入时，充电开关管Q3导通，此时充电回路导通，充电电容C2进行充电。当第一与逻辑器AND1的其中一个输入端或者两个输入端均输入低电平信号时，第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，此时充电回路断开，充电电容C2停止充电。

参照图6和图7，电压比较器CMPV与控制管Q2之间设有第二与逻辑器AND2，第二与逻辑器AND2的一输入端与非逻辑器NOT2的输出端连接，第二与逻辑器AND2的另一输入端与开关电源芯片PWM连接，第二与逻辑器AND2的输出端与控制管Q2的控制极耦接。当第二与逻辑器AND2的两个输入端均为高电平信号，此时控制管Q2导通，原边回路导通；当第二与逻辑器AND2的其中一个输入端或者两个输入端均输入低电平信号时，第二与逻辑器AND2输出低电平信号，控制管Q2截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

参照图6和图7，当充电电容C2充满电时，电压比较器CMPV输出的判断信号S2为高压信号，即低电平信号，此时高压基准电路与电压比较器CMPV之间的连接断开，在非逻辑器NOT2的作用下，低压基准电路与电压比较器CMPV连接，电压比较器CMPV获取低压基准值Vref1；因此，充电电容C2在充电结束直至下次充电开始前，电压比较器CMPV均与低压基准电路连接，当充电电容C2需要补电时，电压比较器CMPV与低压基准电路断开，与高压基准电路连接，直至充电电容C2充电结束。本申请实施例中，通过设计低压基准值Vref1的电压值，使得开关电源芯片PWM输出的控制信号SW由低电平跳变为高电平时，电压比较器CMPV输出的判断信号S2均为充电信号，即控制信号SW从低电平跳变为高电平时，电压比较器CMPV输出高电平信号，充电电容C2处于需要补电状态，此时第二导通件闭合控制高压基准电路与电压比较器CMPV连接，第一与逻辑器AND1输出高电平信号，充电开关管Q3导通，充电电容C2充电，因此充电电容C2的电压逐渐升高；当电压比较器CMPV获取的电压信号VCC高于高压基准值Vref2时，电压比较器CMPV输出低电平信号，此时第二开关器K2控制高压基准电路与电压比较器CMPV之间断开，第一开关器K1在非逻辑器NOT2的作用下控制低压基准电路与电压比较器CMPV连接。

参照图6和图7，进一步地，为防止充电电容C2一直无法达到高压基准值Vref2而导致原边线圈N1无法正常储能，充电控制单元200还包括延时器TD和或逻辑器OR，延时器TD预设有预设时长tdly，延时器TD的输入端与开关电源芯片PWM连接，延时器TD的输出端与控制管Q2的控制极连接；延时器TD为高电平信号触发，即，当控制信号SW为高电平时，延时器TD开始计时，当预设时长tdly内时，延时器TD仍保持低电平输出；当计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平。或逻辑器OR的两个输入端分别与第二与逻辑器AND2的输出端和延时器TD的输出端连接，或逻辑器OR的输出端与控制管Q2的控制极连接，本申请实施例中，充电要求为充电时长是否达到预设时长tdly或充电电容C2电压是否达到高压基准值Vref2，因此或逻辑器OR输出的电平信号即为充控信号Sq2。在或逻辑器OR的作用下，当延时器TD或第二与逻辑器AND2任一输出高电平时，控制管Q2均导通，当控制管Q2导通时，原边回路导通，以保证原边线圈N1能够正常储能。

本申请实施例一种基于非连续模式的开关电源的自供电电路的自供电原理为：当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平信号时，电压比较器CMPV的初始判断信号S2为高电平，此时充电开关管Q3导通，高压基准电路与电压比较器CMPV连接，电压信号VCC与高压基准值Vref2比较；同时充电电流I从0开始上升，电压采样器230实时对充电电容C2的电压进行采样并输出电压VOUT信号至电压比较器CMPV，当电压比较器CMPV接收到的电压信号VCC未大于高压基准值Vref2时，电压比较器CMPV输出高电平信号，第一与逻辑器AND1保持高电平输出，充电开关管Q3保持导通、控制管Q2保持截止，充电回路导通对充电电容C2进行充电。

当比电压较器接收到电压信号VCC大于高压基准值Vref2时，电压比较器CMPV输出低电平信号，此时第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，充电电容C2停止充电；同时，低压基准电路与电压比较器CMPV连接，电压信号VCC与低压基准值Vref1比较，第二与逻辑器AND2输出高电平信号，因此控制管Q2导通，原边回路导通，以保证原边线圈N1能够正常储能。

当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平信号时，延时器TD开始计时，当延时器TD的计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平信号，此时或逻辑器OR与延时器TD连接的一端输入高电平信号，或逻辑器OR输出的充控信号Sq2为高电平信号，此时控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，不管充电电容C2的电压是否大于高压基准值Vref2，充电回路均断开。

当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平时，第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，第二与逻辑器AND2输出低电平信号，或逻辑器OR输出低电平信号，控制管Q2均截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

本申请实施例还公开了一种基于连续模式的开关电源的自供电电路。当开关电源处于连续模式（CCM）时，其每个开关周期线圈电流都还未减小到0时，下个开关周期就到来了，因此每个新周期到来时，线圈电流从一定值（非0值）开始上升。由于器件的面积与耐压和流过器件的电流有关，耐压越高、流过的电流越大，器件相应的面积也会增大，因此本申请实施例中为降低自供电电路器件的面积，通过设计自供电电路使得充电电容C2在补电时，开关电源的线圈电流从0开始上升时。如图8所示，自供电电路包括耐压开关管Q1、充电支路100、模式切换单元300和充电控制单元200，其中，充电支路100包括充电电容C2、充电开关管Q3和保护电阻R。

耐压开关管Q1连接于原边线圈N1和充电电容C2之间，获取原边线圈N1的供电电压，并输出供充电电容C2充电的充电电压；

充电电容C2从原边线圈N1取电并为开关电源芯片PWM供电；

充电开关管Q3连接于充电电容C2和耐压开关管Q1之间，充电开关管Q3用于在耐压开关管Q1导通并输出充电电压时控制是否对充电电容C2进行充电；

保护电阻R，串联于充电开关管Q3和充电电容C2之间，用于保护充电电容C2；

模式切换单元300，用于监测充电电容C2的电压和辅助线圈N3的电压，并输出用以调节开关电源芯片PWM控制信号SW输出的切换信号；

充电控制单元200用于控制充电支路100是否导通。

具体地，参照图8和图9，模式切换单元300包括电压采样器230和采样反馈器310，其中电压采样器230预设有低压基准值Vref1和高压基准值Vref2，低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2。电压采样器230用于获取充电电容C2的电压信号VCC并将电压信号VCC与低压基准值Vref1或高压基准值Vref2进行比较后输出判断信号S2，判断信号S2包括低压补电信号、充电信号和满电信号；当电压信号VCC小于低压基准值Vref1时输出低压补电信号，当电压信号VCC大于低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2时输出充电信号，当电压信号VCC大于高压基准值Vref2时输出满电信号。通过设置高压基准值Vref2，以实现充电电容C2充满电时能够满足开关电源芯片PWM工作至少两个开关周期的耗能；通过设置低压基准值Vref1，以使得低压补电信号均在开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平信号段内输出，且充电电容C2仍有足够的电量以满足开关电源芯片PWM在下一个开关周期到来之前的电能消耗。

参照图8和图9，采样反馈器310设置于辅助线圈N3和开关电源芯片PWM之间，对辅助线圈N3上的电压进行采样以获取采样信号CS，开关电源芯片PWM接收采样信号CS并通过采样信号CS判断副边线圈N2是否完全释能；本申请实施例中，低压补电信号和充电信号输出的电平信号相同，因此切换信号包括采样信号CS和低压补电信号或充电信号。当开关电源芯片PWM未接收到低压补电信号时，则表示充电电容C2无需补电，开关电源芯片PWM无需为充电电容C2充电而调整控制信号SW，开关电源仍运行在连续模式下；当开关电源芯片PWM接收到低压补电信号时，开关电源芯片PWM延长控制信号SW为低电平的时长以使得开关电源从连续模式转换为非连续模式；当开关电源芯片PWM通过采样信号CS判断出副边线圈N2完全释能时，开关电源芯片PWM输出的控制信号SW由低电平转换为高电平，此时充电控制单元200控制充电支路100导通，以使得充电电容C2充电，由于开关电源芯片PWM在输出高电平信号前，开关电源的副边线圈N2完全释能，因此在本次控制信号SW为高电平信号到来时，线圈电流从0开始上升。

参照图8和图9，原边线圈N1、耐压开关管Q1以及充电支路100构成对充电电容C2进行充电的充电回路。耐压开关管Q1的漏极与原边线圈N1连接，耐压开关管Q1的栅极接地，充电控制单元200串联于耐压开关管Q1和地之间，充电控制单元200预设有充电要求并输出充控信号Sq2，充控信号Sq2用以控制导通的充电支路100是否继续保持导通；本申请实施例中，充电支路100是否导通由充电电容C2的电压决定。

参照图8和图9，本申请实施例中，开关电源芯片PWM接收到电压采样器230输出低压补电信号且开关电源芯片PWM输出高电平信号，充电电容C2才能进行充电，因此充电开关管Q3的控制极与开关电源芯片PWM连接，受开关电源芯片PWM输出的控制信号SW控制，同时充电开关管Q3的控制极还与电压采样器230的输出端连接，受电压采样器230输出的信号控制。本申请实施例中，当充电开关管Q3的控制极输入高电平信号时，充电开关管Q3导通，充电开关管Q3不限于MOS管、三极管等开关管。

参照图8和图9，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平时，此时若电压采样器230监测到电压信号VCC大于低压基准值Vref1，则代表充电电容C2电能足够维持开关电源芯片PWM耗能，无需补充电量；若电压采样器230监测到电压信号VCC小于低压基准值Vref1，则代表充电电容C2电量不足以维持开关电源芯片PWM耗能，需要补充电量，此时电压采样器230输出低压补电信号，且电压信号VCC从与低压基准值Vref1比较切换到与高压基准值Vref2比较，电压采样器230输出充电信号，当开关电源芯片PWM接收到低压补电信号时，开关电源芯片PWM延长低电平输出时长，并在其接收到采样信号CS为谐振电压信号时，跳转为高电平输出。当开关电源芯片PWM输出高电平信号时，若充电控制单元200控制充电支路100导通，则充电回路导通，充电电容C2开始充电；若充电控制单元200控制充电支路100关断，则充电回路断开，充电电容C2停止充电。

参照图8和图9，电压采样器230包括电压比较器CMPV、设置于电压比较器CMPV一输入端的低压基准电路和高压基准电路，低压基准电路用于提供低压基准值Vref1，高压基准电路用于提供高压基准值Vref2。电压比较器CMPV输出端与低压基准电路之间设有第一导通件，电压比较器CMPV输出端与高压基准电路之间设有第二导通件，第一导通件和第二导通件导通条件相反；以实现高压基准电路和低压基准电路不能同时与电压比较器CMPV连接。

参照图8和图9，本申请实施例中，第一导通件包括第一开关器K1和非逻辑器NOT2，第二导通件包括第二开关器K2，第一开关器K1和第二开关器K2导通条件相同，第一开关器K1根据经非逻辑器NOT2处理后的判断信号S2控制低压基准电路是否与电压比较器CMPV连接，第二开关器K2根据判断信号S2控制高压基准电路是否与电压比较器CMPV连接，在非逻辑器NOT2的作用下使得第低压基准电路与高压基准电路不能同时与电压比较器CMPV连接。

参照图8和图9，本申请实施例中，低压基准电路或高压基准电路与电压比较器CMPV的正向输入端连接，电压比较器CMPV的反向输入端与充电电容C2的一端连接，因此低压补电信号和充电信号均为高电平信号，满电信号为低电平信号；充电控制单元200包括第一与逻辑器AND1，第一逻辑器的一输入端与电压比较器CMPV的输出端连接，第一与逻辑器AND1的另一输入端与开关电源芯片PWM连接，当第一与逻辑器AND1的两个输入端均为高电平输入时，充电开关管Q3导通，此时充电回路导通，充电电容C2进行充电。当第一与逻辑器AND1的其中一个输入端或者两个输入端均输入低电平信号时，第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，此时充电回路断开，充电电容C2停止充电。

参照图8和图9，当充电电容C2充满电时，电压比较器CMPV输出的信号为满电信号，电压比较器CMPV的反向输入端与充电电容C2连接，因此满电信号为低电平信号，此时高压基准电路与电压比较器CMPV之间的连接断开，在非逻辑器NOT2的作用下，低压基准电路与电压比较器CMPV连接，电压比较器CMPV获取低压基准值Vref1；因此，充电电容C2在充电结束直至下次充电开始前，电压比较器CMPV均与低压基准电路连接，若充电电容C2的电压值大于低压基准值Vref1，则说明充电电容C2无需补电；当充电电容C2的电压值小于低压基准值Vref1时，则说明充电电容C2需要补电，此时电压比较器CMPV输出低压补电信号，低压补电信号为高电平信号，同时在非逻辑器NOT2的作用下，电压比较器CMPV与低压基准电路断开，与高压基准电路连接，直至充电电容C2充电结束。

参照图8和图9，为进一步减小自供电电路器件的面积，本申请实施例中，耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管。由于器件的面积与耐压和流过器件的电流有关，耐压越高、流过的电流越大，器件相应的面积也会增大；而氮化镓晶体管作为高压开关管，并利用其工作特性从源端取电，确保芯片内部只工作在低压状态，以满足器件耐压高的要求，降低器件的复杂度，从而减小最终器件面积。

在一实施例中，参照图10，充电控制单元200为延时控制单元，其还包括：

控制管Q2，连接于耐压开关管Q1和地之间，且控制管Q2与充电开关管Q3和充电电容C2并联设置，控制管Q2用于控制耐压开关管Q1源极是否接地；

延时器TD，连接于控制管Q2和开关电源芯片PWM之间，用于延时输出开关电源芯片PWM输出的控制信号SW；

第二与逻辑器AND2，其输入端连接于电压采样器230和开关电源芯片PWM，用于接收判断信号S2和控制信号SW，并根据判断信号S2和控制信号SW输出电压识别信号S3；

或逻辑器OR，其输入端分别连接于延时器TD输出端和第二与逻辑器AND2输出端，用于获取经延时器TD延时的控制信号SW和电压识别信号S3，其输出端连接于控制管Q2控制极，用于控制控制管Q2导通或者截止。

本申请实施例中，控制管Q2的控制极为高电平时，控制管Q2导通，控制管Q2不限于MOS管、三极管等开关管。

具体地，参照图10和图11，原边线圈N1、耐压开关管Q1和控制管Q2构成原边回路，当控制管Q2导通时，原边回路导通。由于充电回路导通时，原边线圈N1储能受影响，因此为保证原边线圈N1能够正常储能，延时器TD设有预设时长tdly，延时器TD的输入端与开关电源芯片PWM连接。延时器TD为高电平信号触发，即，当控制信号SW为高电平时，延时器TD开始计时，当预设时长tdly内时，延时器TD仍保持低电平输出，此时控制管Q2的控制极输入低电平信号；当计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平；延时时长既保证了充电电容C2有适当的充电时间，也保证了原边线圈N1能够正常储能。本申请实施例中，充电要求为充电电容C2的电压是否到达高压基准值Vref2和/或充电时长是否达到预设时长tdly，因此或逻辑器OR输出的电平信号即为充控信号Sq2；根据或逻辑器OR的特性，当延时器TD或第二与逻辑器AND2任一输出高电平时，控制管Q2均导通，当控制管Q2导通时，原边回路导通，以保证原边线圈N1能够正常储能。

参照图10和图11，由于耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，因此当控制管Q2截止、充电开关管Q3导通时，充电回路导通，充电电容C2开始充电；在延时器TD的作用下，若计时时长达到预设时长tdly，而充电电容C2的电压值仍小于高压基准值Vref2时，延时器TD输出高电平，以使得控制管Q2导通，此时耐压开关管Q1的源极被下拉接地，耐压开关管Q1的源极电压接近于0V，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。当控制管Q2导通时，单向导通管D2反向截止，充电支路100截止，充电电容C2停止充电的同时，也不会经充电开关管Q3和控制管Q2对地放电。

参照图10和图11，当延时器TD的计时时长到达预设时长tdly时，而充电电容C2的电压值仍小于高压基准值Vref2时，电压比较器CMPV输出充电信号，即电压比较器CMPV输出至开关电源芯片PWM的电平信号仍为高电平信号，因此当开关电源芯片PWM仍然延长其低电平信号输出时长，当开关电源芯片PWM通过采样信号CS判断出副边线圈N2完全释能时，开关电源芯片PWM输出的控制信号SW由低电平信号转换为高电平信号。

本申请实施例一种基于连续模式的开关电源的自供电电路的自供电原理为：当电压比较器CMPV监测到电压信号VCC小于低压基准值Vref1，电压比较器CMPV输出电压VOUT补电信号，低压补电信号为高电平信号，此时在非逻辑器NOT2的作用下，第一导通件控制低压基准电路与电压比较器CMPV断开，第二导通件控制高压基准电路接入电压比较器CMPV，此时电压比较器CMPV将电压信号VCC与高压基准值Vref2进行比较，在电压信号VCC低于高压基准值Vref2期间内，电压比较器CMPV输出充电信号，充电信号为高电平信号。

当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平信号时，此时若采样反馈器310输出低电补电信号，则开关电源芯片PWM延长控制信号SW为低电平信号的时长，开关电源从连续模式转换到非连续模式，以使得线圈的能量能够完全释放，同时采样反馈器310对副边线圈N2的电压进行采样并将采样信号CS传输至开关电源芯片PWM，当开关电源芯片PWM检测到采样信号CS为谐振电压时，开关电源芯片PWM输出高电平信号。

当开关电源芯片PWM输出高电平信号时，第一与逻辑器AND1的两个输入端均为高电平信号输入，因此第一与逻辑器AND1输出高电平信号，充电开关管Q3导通，充电回路导通，充电电容C2开始充电。同时，延时器TD开始计时，当计时时长未达到预设时长tdly时，若电压比较器CMPV获取的电压信号VCC大于高压基准值Vref2，则电压比较器CMPV输出满电信号，满电信号为低电平信号，此时第一与逻辑器AND1的一输入端为低电平输入，因此第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电；同时，第二与逻辑器AND2的两个输入端均为高电平输入，使得或逻辑器OR与第二与逻辑器AND2连接的一端为高电平输入，因此或逻辑器OR高电平输出，则控制管Q2导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。当延时器TD的计时时长达到预设时长tdly时，延时器TD输出高电平信号，此时或逻辑器OR的两个输入端均为高电平输入，控制管Q2保持导通。

当计时时长达到预设时长tdly，延时器TD输出高电平，若电压比较器CMPV获取的电压信号VCC仍小于高压基准值Vref2，则电压比较器CMPV输出仍为充电信号，充电信号为高电平，此时充电开关管Q3保持导通，由于或逻辑器OR与延时器TD连接的一端为高电平输入，因此或逻辑器OR输出高电平信号，控制管Q2导通，使得耐压开关管Q1的源极被下拉接地，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。在下一次开关电源芯片PWM输出低电平信号期间内，由于电压比较器CMPV输出为高电平信号，开关电源芯片PWM仍会延长控制信号SW为低电平信号的时长，使得开关电源在非连续模式下工作，保证在下一个开关周期到来的时候，副边线圈N2完全释能，充电电容C2能够从电流为0开始充电。

当开关电源输出低电平信号时，第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，第二与逻辑器AND2输出低电平信号，且延时器TD也输出低电平信号，因此或逻辑器OR输出低电平信号，控制管Q2截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

在一实施例中，参照图12，充电控制单元200为电流采样控制单元，其还包括：

控制管Q2，连接于耐压开关管Q1和地之间，且控制管Q2与充电开关管Q3和充电电容C2并联设置，控制管Q2用于控制耐压开关管Q1源极是否接地；

电流采样器210，串联于充电支路100中，用于检测充电支路100的充电电流I，输出与充电电流I成正比的采样信号CS；

比较控制器220，其输入端连接于电流采样器210和开关电源芯片PWM，用于接收采样信号CS和控制信号SW，并根据采样信号CS和控制信号SW输出电流识别信号；

第二与逻辑器AND2，其输入端连接于电压采样器230和开关电源芯片PWM，用于接收判断信号S2和控制信号SW，根据判断信号S2和控制信号SW输出电压识别信号S3；

或逻辑器OR，其输入端分别连接于比较控制器220输出端和第二与逻辑器AND2输出端，用于获取电流识别信号和电压识别信号S3，其输出端连接于控制管Q2控制极，用于控制控制管Q2导通或者截止。

本申请实施例中，控制管Q2的控制极为高电平时，控制管Q2导通，控制管Q2不限于MOS管、三极管等开关管。

具体地，参照图12和图13，原边线圈N1、耐压开关管Q1和控制管Q2构成原边回路，当控制管Q2导通时，原边回路导通。由于充电回路导通后，随着导通时间的增加，充电电容C2的充电电流I逐渐增大，为保证充电电容C2以小电流进行充电从而减小自供电电路器件的面积，在充电回路中增加电流采样器210对充电电流I进行采样，同时设置比较控制器220，比较控制器220预设有电流预设值Iref，当充电回路的充电电流I大于电流预设值Iref时，比较控制器220控制充电回路断开，以防止充电回路的充电电流I过大。

比较控制器220包括电流比较器CMPA和触发器RS；电流比较器CMPA的一输入端获取电流预设值Iref，另一输入端与电流采样器210连接，用于比较输入充电回路的充电电流I是否超过电流预设值Iref，并输出比较信号S1；本申请实施例中，电流比较器CMPA的正向输入端与电流采样器210连接，电流比较器CMPA反向输入端获取的电流预设值Iref，可选为100mA，即当充电电流I大于电流预设值Iref时，电流比较器CMPA输出高电平信号。为防止充电回路断开后，充电电流I降为0而在一个开关周期内，充电回路再次被导通而影响原先线圈储能的情况发生，触发器RS的一输入端与开关电源芯片PWM连接，用于获取控制信号SW，另一输入端与电流比较器CMPA的输出端连接，用于获取电流比较器CMPA输出的比较信号S1，触发器RS的输出端与或逻辑器OR连接，触发器RS输出的触发信号即为电流识别信号。本申请实施例中，或逻辑器OR的输出端与控制管Q2的控制极连接，充电要求为充电电容C2电压是否达到高压基准值Vref2和/或充电支路100的充电电流I是否大于电流预设值Iref，因此或逻辑输出的电平信号即为充控信号Sq2。

参照图12和图13，本申请实施例中，由于电流比较器CMPA在充电电流I大于电流预设值Iref时输出高电平信号，因此触发器RS为RS触发器，触发器RS的复位端与开关电源芯片PWM连接，触发器RS的置位端与电流比较器CMPA的输出端连接，触发器RS与开关电源芯片PWM之间设有非门NOT1，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，在非门NOT1的作用下，触发器RS的复位端输入低电平信号，此时若电流比较器CMPA输出的比较信号S1为高电平时，则触发器RS输出的电流识别信号为高电平信号，或逻辑器OR的一输入端获取高电平信号，因此或逻辑器OR输出高电平信号，控制管Q2导通，在开关电源芯片PWM输出的控制信号SW保持高电平输出的情况下，即使触发器RS的置位端跳变为低电平信号，触发器RS输出端输出的触发信号仍为高电平；当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW跳变为低电平时，触发器RS输出端输出跳变为低电平信号，此时控制管Q2截止。

参照图12和图13，由于耐压开关管Q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，因此当控制管Q2截止、充电开关管Q3导通时，充电回路导通，充电电容C2开始充电；在充电电流I达到电流预设值Iref时控制管Q2导通，此时耐压开关管Q1的源极被下拉接地，耐压开关管Q1的源极电压接近于0V，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。当控制管Q2导通时，单向导通管D2反向截止，充电支路100截止，充电电容C2停止充电的同时，也不会经充电开关管Q3和控制管Q2对地放电。

本申请实施例一种基于连续模式的开关电源的自供电电路的自供电原理为：当电压比较器CMPV监测到电压信号VCC小于低压基准值Vref1，电压比较器CMPV输出电压VOUT补电信号，低压补电信号为高电平信号，此时在非逻辑器NOT2的作用下，第一导通件控制低压基准电路与电压比较器CMPV断开，第二导通件控制高压基准电路接入电压比较器CMPV，此时电压比较器CMPV将电压信号VCC与高压基准值Vref2进行比较，在电压信号VCC低于高压基准值Vref2器件内，电压比较器CMPV输出充电信号，充电信号为高电平信号。

当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为低电平信号时，此时若采样反馈器310输出低电补电信号，则开关电源芯片PWM延长控制信号SW为低电平信号的时长，开关电源从连续模式转换到非连续模式，以使得线圈的能量能够完全释放，同时采样反馈器310对副边线圈N2的电压进行采样并将采样信号CS传输至开关电源芯片PWM，当开关电源芯片PWM检测到采样信号CS为谐振电压时，开关电源芯片PWM输出高电平信号。

当开关电源芯片PWM输出高电平信号时，第一与逻辑器AND1的两个输入端均为高电平信号输入，因此第一与逻辑器AND1输出高电平信号，充电开关管Q3导通，充电回路导通，充电电容C2开始充电。同时，电流采样器210开始对充电回路的电流进行采样，并输出采样信号CS至电流比较器CMPA，当采样信号CS未达到电流预设值Iref时，若电压比较器CMPV获取的电压信号VCC大于高压基准值Vref2，则电压比较器CMPV输出满电信号，满电信号为低电平信号，此时第一与逻辑器AND1的一输入端为低电平输入，因此第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电；第二与逻辑器AND2的两个输入端均为高电平输入，使得或逻辑器OR与第二与逻辑器AND2连接的一端为高电平输入，因此或逻辑器OR高电平输出，则控制管Q2导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。

当采样信号CS大于电流预设值Iref时，电流比较器CMPA输出高电平信号至触发器RS，此时触发器RS的置位端为高电平输入，而复位端为低电平输入，根据RS触发器的特性，在开关电源芯片PWM输出的控制信号SW未跳变为低电平时，触发器RS输出的触发信号均为高电平信号，若电压比较器CMPV获取的电压信号VCC仍小于高压基准值Vref2，则电压比较器CMPV输出仍为充电信号，充电信号为高电平，此时充电开关管Q3保持导通，由于或逻辑器OR与触发器RS连接的一端为高电平输入，因此或逻辑器OR输出高电平信号，控制管Q2导通，使得耐压开关管Q1的源极被下拉接地，因此耐压开关管Q1源极电压低于充电电容C2的电压，充电回路断开，充电电容C2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈N1储能。在下一次开关电源芯片PWM输出低电平信号期间内，由于比较器输出为高电平信号，开关电源芯片PWM仍会延长控制信号SW为低电平信号的时长，使得开关电源在非连续模式下工作，保证在下一个开关周期到来的时候，副边线圈N2完全释能，充电电容C2能够从电流为0开始充电。

当开关电源输出低电平信号时，第一与逻辑器AND1输出低电平信号，充电开关管Q3截止，第二与逻辑器AND2输出低电平信号，且延时器TD也输出低电平信号，因此或逻辑器OR输出低电平信号，控制管Q2截止，此时原边回路断开，副边线圈N2为负载供电。

本申请实施例还公开一种基于非连续模式开关电源的自供电补电方法。参照图14，自供电补电方法包括以下步骤：

S11、获取开关电源芯片PWM的控制信号SW。

具体地，获取开关电源芯片输出的控制信号，开关电源在控制信号为高时，原边线圈导通；当控制信号为低时，原边线圈转移能量到副边线圈，副边线圈对负载进行供电。

S12、判断控制信号是否为高电平，若是，则执行以下步骤，若否，则重新获取开关电源芯片的控制信号。

S13、判断充电支路100是否导通；若是，则充电电容C2充电，若否，则原边线圈N1储能。

具体地，控制信号SW有高电平和低电平两种状态，当控制信号SW为低电平时，原边线圈N1不会导通，因此充电支路始终处于断开状态，当控制信号SW为高电平时，充电支路存在导通的情况。

当控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3会导通使得充电回路导通给充电电容C2充电，待充电电容C2达到对应的充电要求时，控制管Q2导通，使得充电回路断开，充电电容C2停止充电，原边回路导通，给原边线圈N1储能。

在一实施例中，参照图15，判断充电支路100是否导通，具体还包括以下步骤：

S13A、判断充电支路100的导通时长是否达到预设时长tdly；若否，则充电支路100导通，若是，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电时长，延时器TD用来对控制信号SW为高电平的时长进行计时，其预设有预设时长tdly；延时器TD为高电平触发，即当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，延时器TD启动开始计时。当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3优先导通，充电回路导通为充电电容C2充电，此时延时器TD对充电回路的导通时长进行计时；当延时器TD的计时时长达到预设时长tdly时，控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，充电回路断开，充电电容C2停止充电，原边回路导通，原边线圈N1开始储能，直至开关电源芯片PWM输出的控制信号SW有高电平跳变为低电平时，充电回路和原边回路均断开，副边线圈N2为负载供电。

在另一实施例，参照图16判断充电支路100是否导通，具体还包括以下步骤：

S13B、判断充电支路100的充电电流I是否大于电流预设值Iref；若否，则充电支路100导通，若是，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电电流I大小，电流采样器210对充电回路的充电电流I进行采样，比较控制器220用来比较充电电流I大小，其预设有电流预设值Iref。当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3优先导通，充电支路100导通为充电电容C2充电，电流采样器210对充电回路的充电电流I进行采样，并将采样信号CS传输至比较控制器220中，比较控制器220将采样信号CS与电流预设值Iref进行比较，随着充电时长的增加，充电电流I逐渐增大，即采样信号CS逐渐增大。当采样信号CS大于电流预设值Iref时，控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，充电回路断开，充电电容C2停止充电，原边回路导通，原边线圈N1开始储能，直至开关电源芯片PWM输出的控制信号SW有高电平跳变为低电平时，充电回路和原边回路均断开，副边线圈N2为负载供电。

在另一实施例，参照图17，在判断充电支路100是否导通前，还需要判断充电电容C2是否需要补电，具体包括以下步骤：

S11A、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于低压基准值Vref1；若是，则充电电容C2需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容C2无需补电。

S13C、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于高压基准值Vref2；若是，则充电支路100导通，若否，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电电容C2的电压信号VCC大小，电压采样器230用于采样充电电容C2的电压信号VCC，并将电压信号VCC与其预设的基准电压进行比较，基准电压包括低压基准值Vref1和高压基准值Vref2，低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2。

当充电电容C2电压采样器230获取充电电容C2的电压信号VCC并将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较，当充电电容C2的电压信号VCC大于低压基准值Vref1时，则表示充电电容C2无需补电，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电电容C2无需进行补电，此时充电开关管Q3保持截止，充电回路不导通，控制管Q2导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。

当充电电容C2的电压信号VCC小于低压基准值Vref1时，则表示充电电容C2需要补电，同时电压采样器230将电压信号VCC与高压基准值Vref2进行比较，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3导通，控制管Q2截止，此时充电回路导通，充电电容C2充电；当电压信号VCC大于高压基准值Vref2时，则表示充电电容C2充电完成，此时电压采样器230重新将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较，充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电，控制管Q2道导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。

在另一实施例，参照图18，在判断充电支路100是否导通前，还需要判断充电电容C2是否需要补电，具体包括以下步骤：

S11A、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于低压基准值Vref1；若是，则充电电容C2需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容C2无需补电。

S13D1、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于高压基准值Vref2；

S13D2、判断充电支路的导通时长是否达到预设时长；

S13D3、若以上判断结果均为否，则充电支路100导通，若任一判断结构为是，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电电容C2的电压信号VCC大小和充电时长，当充电电容C2的电压信号或充电时长任一满足要求时，充电电容C2不再继续充电。电压采样器230用于采样充电电容C2的电压信号VCC，并将电压信号VCC与其预设的基准电压进行比较，基准电压包括低压基准值Vref1和高压基准值Vref2，低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2。

当充电电容C2电压采样器230获取充电电容C2的电压信号VCC并将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较，当充电电容C2的电压信号VCC大于低压基准值Vref1时，则表示充电电容C2无需补电，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电电容C2无需进行补电，此时充电开关管Q3保持截止，充电回路不导通，控制管Q2导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。

当充电电容C2的电压信号VCC小于低压基准值Vref1时，则表示充电电容C2需要补电，同时电压采样器230将电压信号VCC与高压基准值Vref2进行比较，当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3导通，控制管Q2截止，此时充电回路导通，充电电容C2充电。

在预设时长dtly内，当电压信号VCC大于高压基准值Vref2时，则表示充电电容C2充电完成，此时电压采样器230重新将电压信号VCC与低压基准值Vref1进行比较，充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电，控制管Q2道导通，原边回路导通，原边线圈N1储能。

若当延时器TD的计时时长达到预设时长dtly，而当电压信号VCC仍小于高压基准值Vref2时，延时器TD输出高电平信号，此时或逻辑器OR与延时器TD连接的一端输入高电平信号，或逻辑器OR输出的充控信号Sq2为高电平信号，此时控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，充电支路断开，充电电容C2停止充电，

本申请实施例还公开一种基于连续模式开关电源的自供电补电方法。参照图19，自供电补电方法包括以下步骤：

S21、获取充电电容C2的电压信号VCC，根据电压信号VCC判断充电电容C2是否需要补电；若是，则执行以下步骤，若否，则继续获取电压信号VCC。

具体地，电压采样器230预设有低压基准值Vref1和高压基准值Vref2，低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2。电压采样器230用于获取充电电容C2的电压信号VCC并将电压信号VCC与低压基准值Vref1和高压基准值Vref2进行比较后输出判断信号S2，判断信号S2包括低压补电信号、充电信号和满电信号；当电压信号VCC小于低压基准值Vref1时输出低压补电信号，当电压信号VCC大于低压基准值Vref1小于高压基准值Vref2时输出充电信号，当电压信号VCC大于高压基准值Vref2时输出满电信号。当电压采样器230输出的判断信号S2为低压补电信号或充电信号时，则代表充电电容C2需要补电。

S22、开关电源芯片PWM延长控制信号SW为低电平的时长。

S23、获取辅助线圈N3的电压采样信号CS，根据采样信号CS判断副边线圈N2是否完全释能；若是，则执行以下步骤，若否，则继续延长控制信号SW为低电平的时长。

具体地，开关电源芯片PWM延长控制信号SW为低电平的时长，使得副边线圈N2放电的时长增加，从而使得开关电源从连续模式转换为非连续模式。采样反馈器310设置于辅助线圈N3和开关电源芯片PWM之间，对辅助线圈N3上的电压进行采样以获取采样信号CS，开关电源芯片PWM接收采样信号CS并通过采样信号CS判断副边线圈N2是否完全释能。若副边线圈N2完全释能，则代表开关电源从连续模式转换为非连续模式；若副边线圈N2未完全释能，则继续延长控制信号SW为低电平的时长以使得开关电源从连续模式转换为非连续模式。

S24、控制信号SW由低电平跳转为高电平输出。

S25、判断充电支路100是否导通；若是，则充电电容C2充电，若否，则原边线圈N1储能。

具体地，当充电电容C2需要补电，且副边线圈N2完全释能时，开关电源芯片PWM输出的控制信号SW由低电平转变为高电平，此时充电开关管Q3会优先导通使得充电回路导通给充电电容C2充电，待充电电容C2充电完成时，即当采样反馈器310输出判断信号S2为满电时，充电开关管Q3截止，使得充电回路断开，充电电容C2停止充电；同时控制管Q2导通，原边回路导通，给原边线圈N1储能。

在一实施例中，参照图20，判断充电支路100是否导通，具体还包括以下步骤：

S25A1、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于高压基准值Vref2；

S25A2、判断充电支路100的导通时长是否达到预设时长tdly；

S25A3、若以上判断结果均为否，则充电支路100导通；若任一判断结果为是，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电电容C2的电压信号VCC大小和/或充电时长；当充电电容C2的电压信号VCC小于低压基准值Vref1时，则在下一个开关周期到来时，充电回路优先导通为充电电容C2补电，直至充电电容C2充电完成，即充电电容C2的电压信号VCC大于高压基准值Vref2，但是充电电容C2在充电过程中，原边线圈N1的储能受到影响，为防止充电电容C2充电时长过长而导致原边线圈N1的储能无法满足开关电源的正常运行，因此充电回路的导通还受延时器TD控制。

延时器TD为高电平触发，用来对控制信号SW为高电平的时长进行计时，其预设有预设时长tdly。当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，延时器TD开始计时，此时充电开关管Q3优先导通，充电电容C2充电；在预设时长tdly内，若充电电压的电压信号VCC小于高压基准值Vref2，则说明充电电容C2仍需要补电，充电回路保持导通；在预设时长tdly内，若充电电容C2的电压信号VCC大于高压基准值Vref2，则说明充电电容C2充满电，此时充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电。若延时器TD的计时时长达到预设时长tdly时，充电电容C2的电压信号VCC仍小于高压基准值Vref2，则控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，充电回路断开，充电电容C2停止充电，原边回路导通，原边线圈N1开始储能，直至开关电源芯片PWM输出的控制信号SW有高电平跳变为低电平时，充电回路和原边回路均断开，副边线圈N2为负载供电。

在另一实施例，参照图21，判断充电支路100是否导通，具体还包括以下步骤：

S25B1、判断充电电容C2的电压信号VCC是否小于高压基准值Vref2；

S25B2、判断充电支路100的充电电流I是否大于电流预设值Iref；

S25B3、若以上判断结果均为否，则充电支路100导通；若任一判断结果为是，则充电支路100断开。

具体地，本申请实施例中，充电电容C2的充电要求为充电电容C2的电压信号VCC大小和/或充电电流I大小；由于充电回路导通后，随着导通时间的增加，充电电容C2的充电电流I逐渐增大，为保证充电电容C2以小电流进行充电从而减小自供电电路器件的面积，因此充电回路的导通还受充电电流I的大小控制。

电流采样器210设置于充电回路中，用于检测充电回路的充电电流I并输出采样信号CS；比较控制器220预设有电流预设值Iref，用于接收采样信号CS并将采样信号CS与电流预设值Iref进行比较。当开关电源芯片PWM输出的控制信号SW为高电平时，充电开关管Q3优先导通，充电回路导通为充电电容C2充电，电流采样器210对充电电容C2的充电电流I进行采样，并将采样信号CS传输至比较控制器220中，比较控制器220将采样信号CS与电流预设值Iref进行比较，随着导通时长的增加，充电电流I逐渐增大。

当采样信号CS小于电流预设值Iref时，若充电电压的电压信号VCC小于高压基准值Vref2，则说明充电电容C2仍需要补电，充电回路保持导通；若充电电容C2的电压信号VCC大于高压基准值Vref2，则说明充电电容C2充满电，此时充电开关管Q3截止，充电回路断开，充电电容C2停止充电。当采样信号CS大于电流预设值Iref时，充电电容C2的电压信号VCC仍小于高压基准值Vref2，则控制管Q2导通，耐压开关管Q1的源极接地，充电回路断开，充电电容C2停止充电，原边回路导通，原边线圈N1开始储能，直至开关电源芯片PWM输出的控制信号SW有高电平跳变为低电平时，充电回路和原边回路均断开，副边线圈N2为负载供电。

本申请实施例还公开一种基于非连续模式开关电源的自供电芯片。自供电芯片内集成了上述实施例公开的自供电电路，包括耐压开关管Q1、充电控制和充电控制单元200，使得充电电容C2从原边线圈N1取电，并在开关周期内从小电流（0A）开始为充电电容C2自适应补电。自供电芯片适用于反激式开关电源，利用氮化镓耗尽管作为耐压开关管Q1，并利用其工作特性从源端取电，确保自供电芯片内部只工作在低压状态，降低芯片的复杂度、降低芯片内部器件的耐压要求，即充电开关管Q3、控制管Q2以及单向导通管D2可以选用耐压较小的器件来设计，节约版图面积，从而减小最终芯片面积，提高效率，降低成本。耐压开关管Q1和充电电容C2不仅可以集成于自供电芯片内，还可以独立于自供电芯片外，分立设置。同理，自供电芯片和开关电源芯片PWM还可以进一步集成为电源控制芯片，以提高芯片的集成度。

本申请实施例还公开一种基于连续模式开关电源的自供电芯片。自供电芯片内集成了上述实施例公开的自供电电路，包括耐压开关管Q1、充电支路100、模式切换单元300和充电控制单元200，使得充电电容C2从原边线圈N1取电，能够采样检测充电电容C2的电压，并在充电电容C2需要补充时，插入非连续模式，使其能够在开关周期内从小电流（0A）开始为充电电容C2自适应补电。自供电芯片适用于反激式开关电源，利用氮化镓耗尽管作为耐压开关管Q1，并利用其工作特性从源端取电，确保自供电芯片内部只工作在低压状态，降低芯片的复杂度、降低芯片内部器件的耐压要求，即充电开关管Q3、控制管Q2以及单向导通管D2可以选用耐压较小的器件来设计，节约版图面积，从而减小最终芯片面积，提高效率，降低成本。耐压开关管Q1和充电电容C2不仅可以集成于自供电芯片内，还可以独立于自供电芯片外，分立设置。同理，自供电芯片和开关电源芯片PWM还可以进一步集成为电源控制芯片，以提高芯片的集成度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (32)

1.一种基于DCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，其特征在于：包括耐压开关管、充电支路(100)和充电控制单元(200)，

所述耐压开关管串联于原边线圈和所述充电支路(100)之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路(100)充电的充电电压；

所述充电支路(100)包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和耐压开关管之间；

所述充电控制单元(200)用于控制所述充电支路(100)是否到导通。

2.根据权利要求1所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电支路(100)还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；

所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；

所述单向导通管用于实现所述充电支路(100)电流单向导通。

3.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于： 所述充电控制单元(200)包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号。

4.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电流采样器(210)，串联于所述充电支路(100)中，用于检测所述充电支路(100)的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；

比较控制器(220)，其输入端连接于所述电流采样器(210)和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据采样信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。

5.根据权利要求4所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述比较控制器(220)包括电流比较器和与逻辑器；

所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器(210)连接，用于比较所述充电支路(100)的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；

所述与逻辑器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器连接，用于获取比较信号；所述与逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管是否导通。

6.根据权利要求5所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述比较控制器(220)还包括设置于所述电流比较器和所述与逻辑器之间的触发器，

所述触发器，两输入端分别与所述电流比较器和开关电源芯片连接，用于获取比较信号和控制信号，其输出端与所述与逻辑器连接，根据比较信号和控制信号输出触发信号；

所述触发器与开关电源芯片之间连接有非逻辑器。

7.根据权利要求2所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电压采样器(230)，输入端与所述充电电容的一端连接，用于获取所述充电电容的电压信号，并输出判断信号；其输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止；

其中，所述电压采样器(230)预设有高压基准值，所述充电电容电压信号大于高压基准值时，所述电压采样器(230)控制所述控制管导通；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器(230)和开关电源芯片，用于接收判断信号和控制信号，其输出端与所述控制管的控制极连接，根据判断信号和控制信号控制所述控制管导通或者截止。

8.根据权利要求7所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述电压采样器(230)包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路，所述低压基准电路用于提供低压基准值，所述高压基准电路用于提供高压基准值，所述高压基准值大于低压基准值；

所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。

9.根据权利要求8所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)还包括第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的一输入端与所述电压采样器(230)连接，所述第一与逻辑器的另一输入单与开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与所述充电开关管的控制极连接。

10.根据权利要求8所述的基于DCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)还包括延时器和或逻辑器，

所述延时器预设有预设时长，所述延时器的输入单与开关电源芯片连接，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号；

所述或逻辑器的输入端分别与所述第二与逻辑器和延时器连接，所述或逻辑器的输出端与所述控制管的控制极连接，用于控制所述控制管导通或截止。

11.一种基于CCM的自供电电路，其应用于反激式开关电源，其特征在于：包括耐压开关管、充电支路(100)、模式切换单元(300)和充电控制单元(200)，

所述耐压开关管连接于原边线圈和所述充电支路(100)之间，用于获取原边线圈的供电电压并输出供所述充电支路(100)充电的充电电压；

所述充电支路(100)包括用于给开关电源芯片供电的充电电容和用于控制充电电容是否充电的充电开关管，所述充电开关管连接于所述充电电容和所述耐压开关管之间；

所述模式切换单元(300)，用于监测所述充电电容的电压和辅助线圈的电压，并输出用以调节开关电源芯片控制信号输出的切换信号；

所述充电控制单元(200)用于控制所述充电支路(100)是否导通。

12.根据权利要求11所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述充电支路(100)还包括与所述充电开关管和所述充电电容串联的保护电阻和单向开关管；

所述保护电阻用于限制所述充电电容的充电电流以保护充电电容；

所述单向导通管用于实现所述充电支路(100)电流单向导通。

13.根据权利要求12所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述模式切换单元(300)包括电压采样器(230)和采样反馈器(310)，

所述电压采样器(230)预设有低压基准值；

所述电压采样器(230)用于获取所述充电电容的电压信号，并将电压信号与低压基准值比较，并输出判断信号；

所述电压采样反馈器(310)设置于辅助线圈和开关电源芯片之间，对辅助线圈上的电压进行采样以获取采样信号，开关电源芯片根据采样信号和判断信号控制是否需要延长控制信号为低电平的时长以使得开关电源从连续模式转换为非连续模式。

14.根据权利要求13所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于： 所述电压采样器(230)包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的低压基准电路和高压基准电路；

所述低压基准电路用于提供低压基准值；

所述高压基准电路用于提供高压基准值；

所述高压基准值大于低压基准值；

所述电压比较器的输出端和低压基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和高压基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。

15.根据权利要求13所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述电压比较器和所述充电开关管之间设有第一与逻辑器，所述第一与逻辑器的输入端分别与所述电压比较器和开关电源芯片连接，所述第一与逻辑器的输出端与所述充电开关管的控制极连接。

16.根据权利要求12所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

延时器，连接于所述控制管和开关电源芯片之间，用于延时输出开关电源芯片输出的控制信号；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器(230)和开关电源芯片，输出端耦接于所述控制管，用于接收判断信号和控制信号，并根据判断信号和控制信号输出电压识别信号至所述控制管；

或逻辑器，其输入端分别连接于所述延时器输出端和所述第二与逻辑器输出端，用于获取经所述延时器延时的控制信号和电压识别信号，其输出端连接于所述控制管控制极，用于控制所述控制管导通或者截止。

17.根据权利要求12所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述充电控制单元(200)包括：

控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，且所述控制管与所述充电开关管和所述充电电容并联设置，所述控制管用于控制所述耐压开关管源极是否接地；

电流采样器(210)，串联于所述充电支路(100)中，用于检测所述充电支路(100)的充电电流，输出与充电电流成正比的采样信号；

比较控制器(220)，其输入端连接于所述电流采样器(210)和开关电源芯片，用于接收采样信号和控制信号，并根据采样信号和控制信号输出电流识别信号；

第二与逻辑器，其输入端连接于所述电压采样器(230)和开关电源芯片，输出端耦接于所述控制管，用于接收判断信号和控制信号，并根据判断信号和控制信号输出电压识别信号至所述控制管；

或逻辑器，其输入端分别连接于所述比较控制器(220)输出端和所述第二与逻辑器输出端，用于获取电流识别信号和电压识别信号，其输出端连接于所述控制管控制极，用于控制控制管导通或者截止。

18.根据权利要求17所述的基于CCM的自供电电路，其特征在于：所述比较控制器(220)包括电流比较器和触发器；

所述电流比较器的一输入端获取电流预设值，另一输入端与所述电流采样器(210)连接，用于比较所述充电支路(100)的充电电流是否超过电流预设值，并输出比较信号；

所述触发器的一输入端与开关电源芯片连接，用于获取控制信号，另一输入端与所述电流比较器的输出端连接，用于获取比较信号，所述触发器的输出端与所述或逻辑器连接。

19.一种基于权利要求1-10任一所述的基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取开关电源芯片的控制信号；

判断控制信号是否为高电平；若是，则执行以下步骤，若否，则重新获取控制信号；

判断充电支路(100)是否导通；若是，则充电电容充电，若否，则原边线圈储能。

20.根据权利要求19所述的基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：所述充电支路(100)是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路(100)的导通时长是否达到预设时长；若否，则充电支路(100)导通，若是，则充电支路(100)断开。

21.根据权利要求19所述的基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：所述充电支路(100)是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路(100)的充电电流是否大于电流预设值；若否，则充电支路(100)导通，若是，则充电支路(100)断开。

22.根据权利要求19所述的基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：在所述判断充电支路(100)是否导通前，还需要判断所述充电电容是否需要补电，包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于低压基准值；若是，则充电电容需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容无需补电；

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；若是，则充电支路(100)导通，若否，则充电支路(100)断开。

23.根据权利要求19所述的基于DCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：在所述判断充电支路(100)是否导通前，还需要判断所述充电电容是否需要补电，包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于低压基准值；若是，则充电电容需要补电，执行以下步骤，若否，则充电电容无需补电；

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路(100)的导通时长是否达到预设时长；

若以上判断结果均为否，则充电支路(100)导通；若任一判断结果为是，则充电支路(100)断开。

24.一种基于权利要求11-18任一所述的基于CCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取充电电容的电压信号，根据电压信号判断充电电容是否需要补电；若是，则执行以下步骤，若否，则继续获取电压信号；

开关电源芯片延长控制信号为低电平的时长；

获取辅助线圈的电压采样信号，根据采样信号判断副边线圈是否完全释能；若是，则执行以下步骤，若否，则继续延长控制信号为低电平的时长；

控制信号由低电平跳转为高电平输出；

判断充电支路(100)是否导通；若是，则充电电容充电，若否，则原边线圈储能。

25.根据权利要求24所述的基于CCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：所述充电支路(100)是否导通，还包括以下步骤：

判断充电支路(100)判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路(100)的导通时长是否达到预设时长；

若以上判断结果均为否，则充电支路(100)导通；若任一判断结果为是，则充电支路(100)断开。

26.根据权利要求24所述的基于CCM的自供电电路的开关电源自供电补电方法，其特征在于：所述充电支路(100)是否导通，还包括以下步骤：

判断充电电容的电压信号是否小于高压基准值；

判断充电支路(100)的充电电流是否大于电流预设值；

若以上判断结果均为否，则充电支路(100)导通；若任一判断结果为是，则充电支路(100)断开。

27.一种应用权利要求1-10任一所述的基于DCM的自供电电路的开关电源，其特征在于：包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路；

所述变压器包括原边线圈、副边线圈和辅助线圈；

所述输出控制模块包括用于输出控制信号的开关电源芯片；

所述自供电电路包括耐压开关管、充电支路(100)和充电控制单元(200)；

所述耐压开关管连接于所述充电支路(100)和所述原边线圈之间，所述充电支路(100)与所述耐压开关管串联，所述充电控制单元(200)耦接于所述输出控制模块与所述原边线圈之间。

28.一种应用权利要求11-18任一所述的基于CCM的自供电电路的开关电源，其特征在于：包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路；

所述变压器包括原边线圈、副边线圈和辅助线圈；

所述输出控制模块包括用于输出控制信号的开关电源芯片；

所述自供电电路包括耐压开关管、充电支路(100)、模式切换单元(300)和充电控制单元(200)；

所述耐压开关管连接于所述充电支路(100)和所述原边线圈之间，所述充电支路(100)与所述耐压开关管串联，所述模式切换单元(300)耦接于所述充电支路(100)和所述辅助线圈之间，所述充电控制单元(200)耦接于所述模式切换单元(300)和所述原边线圈之间。

29.一种非连续模式开关电源的自供电电路芯片，其特征在于：包括如权利要求1-10任一所述的基于DCM的自供电电路的所述充电支路(100)和所述充电控制单元(200)。

30.根据权利要求29所述的非连续模式开关电源的自供电电路芯片，其特征在于：还包括所述耐压开关管。

31.一种连续模式开关电源的自供电电路芯片，其特征在于：包括如权利要求11-18任一所述的基于CCM的自供电电路的所述充电支路(100)、所述模式切换单元(300)和所述充电控制单元(200)。

32.根据权利要求31所述的连续模式开关电源的自供电电路芯片，其特征在于：还包括所述耐压开关管。

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