CN203445601U - 一种控制电路和开关变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制电路和开关变换器。所述开关变换器包括至少一个开关管。所述控制电路控制所述至少一个开关管的导通与关断，所述控制电路在辅助供电电容上提供辅助供电电压，其中当开关变换器处于故障状态时，所述控制电路关闭所述开关变换器直至重启延迟时间后，所述开关变换器重新启动，其中所述重启延迟时间等于辅助供电电压减小至第一阈值的时长，从而减小了计时成本及控制电路的面积，易于集成。

Description

一种控制电路和开关变换器

技术领域

本实用新型主要涉及一种电子电路，尤其涉及一种用于开关变换器的控制电路和开关变换器。

背景技术

如今，许多电子设备均需要直流供电电压，通常通过开关变换器提供可控的供电电压。同时为了使开关变换器在各种故障状态下不被损坏，开关变换器的控制电路需要为其提供各种保护，例如过温保护、过流保护、过压保护、过载保护、开路保护以及输入欠压保护等。随着集成电路的发展，控制电路或开关变换器及其控制电路通常集成在一个芯片上。控制电路一旦监测到开关变换器发生故障，则立即关闭开关变换器，经过足够长的延迟时间再尝试重新启动开关变换器。一般情况下，控制电路包括计数器或计时器，通过计数器或计时器来产生重启延迟时间。然而，当需要的重启延迟时间较长时，例如10ms，需要较多的计数器或计时器，一方面成本较高，另一方面不利于集成在控制芯片中，需要较大的芯片面积。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型的一个目的是提供一种控制电路和开关变换器。

根据本实用新型一实施例的一种实施例，一种控制电路，用于控制开关变换器中的至少一个开关管，所述控制电路包括：稳压电路，具有使能端和输出端，其中使能端接收使能信号，输出端在辅助供电电容上提供辅助供电电压；开关控制器，具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，其中第一输入端耦接至开关变换器的输出端以接收输出电压，第二输入端耦接至参考信号，使能端接收使能信号，输出端根据输出电压和参考信号产生脉冲信号；以及第一逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接保护信号、第二输入端耦接至开关控制器的输出端，输出端根据保护信号和脉冲信号产生开关控制信号以控制所述至少一个开关管的导通与关断，其中，当检测到开关变换器处于故障状态时，保护信号有效；其中当保护信号有效时，使能信号变为第一状态，稳压电路及开关控制器完全关断，辅助供电电容放电直至辅助供电电压小于第一阈值时，使能信号变为第二状态，稳压电路及开关控制器使能。

在一个实施例中，所述开关控制器包括：峰值电流控制电路，根据流过所述至少一个开关管的电流和峰值电流参考信号提供峰值电流控制信号；输出电压控制电路，根据输出电压和参考信号产生输出电压控制信号；以及第二逻辑电路，根据峰值电流控制信号和输出电压控制信号提供脉冲信号。

在一个实施例中，所述控制电路还包括欠压封锁电路，所述欠压封锁电路根据辅助供电电压和第一辅助供电参考信号及第二辅助供电参考信号的比较结果关断或开通稳压电路。

在一个实施例中，所述控制电路还包括欠压封锁电路，所述欠压封锁电路根据辅助供电电压和第一辅助供电参考信号及第二阈值的比较结果输出欠压封锁信号，其中所述第一逻辑电路还包括第三输入端，其中第三输入端接收欠压封锁信号。

在一个实施例中，其中当使能信号为第一状态时，故障检测及保护电路和欠压封锁电路完全关断。

在一个实施例中，所述控制电路包括重启延时电路，产生使能信号，其中当开关变换器发生故障时，使能信号变为第一状态，辅助供电电容放电直至辅助供电电压小于第一阈值时，使能信号变为第二状态。

在一个实施例中，所述重启延时电路包括：欠压检测电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收辅助供电电压，第二输入端接收第一阈值；以及触发器，具有置位端、复位端和输出端，其中置位端接收保护信号，复位端耦接至欠压检测电路的输出端，输出端输出使能信号。

在一个实施例中，所述重启延时电路包括：电流源，具有第一端和第二端，其中第一端接收辅助供电电压；以及第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电流源的第二端，第二端耦接至地，控制端接收使能信号；其中当使能信号处于第一状态时，第二开关管导通，辅助供电电容通过电流源放电。

根据本实用新型一实施例的一种开关变换器，包括：至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；辅助电容器，一端接地；控制电路，一端耦接至所述至少一个开关管，另一端耦接至所述辅助电容器的另一端，所述控制电路控制所述至少一个开关管的导通与关断，并且在辅助供电电容上提供辅助供电电压，其中当开关变换器处于故障状态时，所述控制电路关闭所述开关变换器直至重启延迟时间后，所述开关变换器重新启动，其中所述重启延迟时间等于辅助供电电压减小至第一阈值的时长。

根据本实用新型一实施例的一种开关变换器，该开关变换器包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及如前所述的控制电路。

根据本实用新型提出的实施例，当开关变换器发生故障时通过将辅助供电电容的放电时长作为重启延迟时间来减小了计时成本及控制电路的面积，易于集成。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干可行实施方式，其中：

图1是根据本实用新型一实施例的开关变换器100的电路框图；

图2是根据本实用新型一实施例的用于开关变换器的控制电路200的电路框图；

图3是根据本实用新型一实施例的图2所示控制电路200的波形图；

图4是根据本实用新型一实施例的降压式开关变换器400的电路原理图；

图5是根据本实用新型一实施例的图4所示开关变换器400的控制芯片IC1的内部具体电路500。

在附图中，相同的标号被用以表示相同或相似的元件。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者也可以存在中间元件，也就是间接连接或耦接到另一元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图1是根据本实用新型一实施例的开关变换器100的电路框图。开关变换器100包括开关电路11、控制电路10以及辅助电容器CVCC。

在一些实施例中，开关电路11包括至少一个开关管，控制电路10控制开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压。辅助电容器CVCC的一端接地，另一端耦接到控制电路10。控制电路10，一端耦接至该开关管，另一端耦接至辅助电容器CVCC的另一端。控制电路10控制该开关管的导通与关断，并且在辅助供电电容CVCC上提供辅助供电电压，其中当开关变换器100处于故障状态时，控制电路10关闭开关变换器100直至重启延迟时间后，开关变换器100重新启动，其中所述重启延迟时间等于辅助供电电压减小至第一阈值的时长。

在一些实施例中，控制电路10可以包括故障检测及保护电路12、稳压电路13、重启延时电路14、开关控制器15以及逻辑电路16。开关电路11具有输入端、输出端、控制端和反馈端，其中输入端接收输入电压VIN，输出端提供输出电压VO，控制端耦接至开关控制信号CTRL，反馈端提供代表开关电路状态的反馈信号FB。在一个实施例中，开关电路11包括至少一个开关管。反馈信号FB例如可以代表输出电压VO、输入电压VIN、输出电流IO等。在一个实施例中，反馈信号FB也可以反应开关电路11或控制电路10的温度。

故障检测及保护电路12包括输入端和输出端，其中输入端耦接至开关电路11的反馈端以接收反馈信号FB，输出端提供保护信号FAULT，当故障检测及保护电路12检测到开关变换器100处于故障状态时，保护信号FAULT有效。稳压电路13具有输入端、使能端和输出端，其中输入端接收输入电压VIN，使能端接收使能信号ENABLE，输出端在辅助供电电容CVCC两端提供辅助供电电压VCC。辅助供电电容CVCC耦接在稳压电路13的输出端和地之间，辅助供电电容CVCC两端的电压即为辅助供电电压VCC。稳压电路13例如可以是电流源、线性调节器、开关调节器或其它任意适合的电路。重启延时电路14具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接至故障检测及保护电路12的输出端以接收保护信号FAULT，第二输入端耦接至稳压电路13的输出端以接收辅助供电电压VCC，输出端根据保护信号FAULT和辅助供电电压VCC提供使能信号ENABLE，其中当保护信号FAULT有效时，使能信号ENABLE处于第一状态(无效)，稳压电路13不使能，也就是在使能信号ENABLE的控制下完全关断，辅助供电电容CVCC放电，辅助供电电压VCC减小，当辅助供电电压VCC小于第一阈值VTH1时，使能信号处于第二状态(有效)，稳压电路13使能。开关控制器15具有第一输入端、第二输入端、使能端以及输出端，其中第一输入端耦接至开关电路11的输出端，第二输入端接收参考信号VREF，使能端接收使能信号ENABLE，当使能信号ENABLE处于第一状态时，开关控制器15不使能，也就是在使能信号ENABLE的控制下完全关断，开关控制器15的输出端输出无效的脉冲信号PWM以关断开关电路11中至少一个开关管，当使能信号ENABLE处于第二状态时，开关控制器15的输出端根据输出电压VO和参考信号VREF产生脉冲信号PWM以控制开关电路11中至少一个开关管的导通与关断。逻辑电路16具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至故障检测及保护电路12的输出端，第二输入端耦接至开关控制器15的输出端，输出端产生开关控制信号CTRL以控制开关电路11中至少一个开关管的导通与关断。在一个实施例中，开关变换器100还包括反馈电路17，开关电路11的输出端通过反馈电路17耦接至开关控制器15的第一输入端。反馈电路17具有输入端和输出端，其中输入端耦接至开关电路11的输出端以接收输出电压VO，输出端输出代表输出电压VO的电压反馈信号VFB。

在一个实施例中，当开关变换器100处于故障状态时，保护信号FAULT有效，使能信号ENABLE处于第一状态，开关控制器15和稳压电路13不使能，开关电路11中至少一个开关管在开关控制信号CTRL的控制下关断，辅助供电电容CVCC放电；当辅助供电电压VCC小于第一阈值VTH1时，使能信号ENABLE处于第二状态，开关控制器15和稳压电路13使能，开关变换器100重新启动。在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第一状态时，除重启延时电路14外所有的控制电路，例如故障检测及保护电路12、稳压电路13、开关控制器15、逻辑电路16都不使能，也就是完全关断，从而除重启延时电路外所有的控制电路在辅助供电电压VCC上消耗的电流为零，或是几乎为零。

当保护信号FAULT有效时，开关变换器100关闭并经过一重启延迟时间后尝试重新启动，重启延时电路14利用辅助供电电容CVCC的放电时间产生重启延迟时间，从而可以避免使用复杂的计时或计数电路，减小了成本及电路面积，控制电路10更易于集成。

图2是根据本实用新型一实施例的用于开关变换器的控制电路200的电路框图。控制电路200包括故障检测及保护电路22、稳压电路23、重启延时电路24及其它控制电路25。

故障检测及保护电路22判断开关变换器是否处于故障状态，并输出保护信号FAULT。当开关变换器处于故障状态时，保护信号FAULT有效，例如为高电平。在一个实施例中，开关变换器的故障状态包括过温度、输出短路、输出开路、输出过载等。稳压电路23包括电流源，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至输入电压VIN，控制端接收使能信号ENABLE，输出端在辅助供电电容CVCC上提供辅助供电电压VCC。在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第一状态时电流源关断，辅助供电电容CVCC放电，当使能信号ENABLE处于第二状态时电流源导通，并对辅助供电电容CVCC充电。重启延时电路24根据保护信号FUALT和辅助供电电压VCC输出使能信号ENABLE。在一个实施例中，重启延时电路24包括欠压检测电路241和触发器242。欠压检测电路241具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收辅助供电电压VCC，第二输入端接收第一阈值VTH1。在一个实施例中，欠压检测电路241包括比较器。触发器242具有置位输入端S、复位输入端R以及输出端/Q，其中置位输入端S耦接至故障检测及保护电路22的输出端，复位输入端R耦接至欠压检测电路241的输出端，输出端/Q输出使能信号ENABLE。在一个实施例中，当保护信号FAULT有效时，触发器242置位，使能信号ENABLE处于第一状态(无效，如低电平)，直至辅助供电电压VCC小于第一阈值VTH1时，触发器242复位，使能信号ENABLE处于第二状态(有效，如高电平)。其它控制电路25具有使能端，其中所述使能端接收使能信号ENABLE。其它控制电路25例如可以包括开关控制器、带隙基准电路、逻辑电路等。

在一个实施例中，当开关变换器处于故障状态时，保护信号FAULT有效，使能信号ENABLE变为第一状态，稳压电路23及其它控制电路25不使能，也就是完全关断，辅助供电电容CVCC放电；当辅助供电电压VCC减小至第一阈值VTH1时，使能信号ENABLE变为第二状态，稳压电路23及其它控制电路25使能，开关变换器重新启动。在一个实施例中，控制电路200集成在一个控制芯片(IC)上。在一个实施例中，控制电路200和包括至少一个开关管的开关电路集成在一个控制芯片上。在一个实施例中，当开关变换器处于故障状态时，故障检测及保护电路22、稳压电路23及包括开关控制器、带隙基准电路、逻辑电路等的其它控制电路25不使能，也就是完全关断，从而控制芯片在开关变换器处于故障状态时的功耗大大减小，例如几乎为零。在一个实施例中，当开关变换器处于故障状态时，控制芯片不使能，经过一重启延迟时间，控制芯片使能，开关变换器重新启动。在图2所示的实施例中，在不增加计时或技数电路的基础上，利用辅助供电电容CVCC放电产生重启延迟时间，减小了成本及体积，控制电路200更易于集成。

图3是根据本实用新型一实施例的图2所示控制电路200的波形图。图3所示波形图从上到下依次是保护信号FAULT、辅助供电电压VCC以及使能信号ENABLE。在图3所示实施例中，当开关变换器正常运行时，保护信号FAULT无效(低电平)，辅助供电电压VCC等于正常供电电压VCC1，使能信号ENABLE处于第二状态(有效，高电平)。在T1时刻，开关变换器出现故障，保护信号FAULT变为有效(高电平)，触发器242置位，使能信号ENABLE变为第一状态(无效，低电平)，故障检测及保护电路22、稳压电路23及其它控制电路25不使能，也就是完全关断，从而辅助供电电压VCC消耗的电流为零或很小，辅助供电电容CVCC自然放电，辅助供电电压VCC逐渐减小。在一个实施例中，当使能信号ENABLE为第一状态时，故障检测及保护电路22、稳压电路23及其它控制电路25不使能，也就是完全关断，从而上述电路在辅助供电电压VCC上消耗的电流为零或几乎为零，辅助供电电容CVCC通过一可控的电流源放电，辅助供电电压VCC逐渐减小。在T2时刻，辅助供电电压VCC减小至第一阈值VTH1，触发器242复位，使能信号ENABLE变为第二状态(有效，高电平)，稳压电路23及其它控制电路25使能，开关变换器重新启动，辅助供电电压VCC逐渐增大。

在图3所示实施例中，开关变换器从被检测到故障而关闭到重新启动的重启延迟时间Tdelay等于从T1时刻到T2时刻之间的时间间隔。在一个实施例中，重启延迟时间Tdelay可以由以下公式得到：

Tdelay=CVCC(VCC1-VTH1)/Idischarge；

其中Idischarge等于辅助供电电容CVCC的放电电流。在一个实施例中，通过调节辅助供电电容CVCC的电容值或者改变辅助供电电容CVCC的放电电流Idischarge可以控制重启延迟时间Tdelay。

图4是根据本实用新型一实施例的降压式开关变换器400的电路原理图。图4以降压式开关变换电路为例对本实用新型进行说明，但本领域的技术人员可知，本实用新型还可用于任何适合的拓扑，如BUCK(降压)电路、BOOST(升压)电路、BUCK-BOOST(升-降压)电路、FLYBACK(反激)电路以及FORWARD(正激)电路等。

降压式开关变换器400包括整流二极管D1、由电感L1、电容C1及电容C2组成的输入滤波电路、控制芯片IC1、二极管D2、以及由电感L2和电容CO组成的输出滤波电路。降压式开关变换器400接收交流输入电压VAC，并通过整流二极管D1及输入滤波电路将交流输入电压VAC转换为直流输入电压VIN。整流二极管D1具有阳极和阴极，其中阳极耦接至交流输入电压VAC的一端。电感L1的第一端耦接至整流二极管D1的阴极，电容C1的一端耦接至电感L1的第一端，电容C1的另一端耦接至地，电容C2的一端耦接至电感L1的第二端，电容C2的另一端耦接至地。控制芯片IC1接收直流输入电压VIN，经过输出滤波电路输出直流输出电压VO。控制芯片IC1具有第一管脚D、第二管脚VCCP、第三管脚S和第四管脚FB，其中第一管脚接收整流后的直流输入电压VIN、第二管脚VCCP通过外部辅助供电电容CVCC耦接至第三管脚S，第三管脚S通过输出滤波电路输出直流输出电压VO，第四管脚FB接收电压反馈信号VFB。控制芯片IC1的具体内部结构将在图5中示出。二极管D2具有阳极和阴极，其中阳极耦接至地，阴极耦接至控制芯片IC1的第三管脚S。电感L2的第一端耦接至二极管D2的阴极，输出电容CO的一端耦接至电感L2的第二端，输出电容CO的另一端耦接至地。降压式开关变换器400还包括由电阻R1、电阻R2、二极管D3以及电容C3组成的反馈电路。其中二极管D3的阳极耦接至电感L2和输出电容CO的公共端，电容C3的一端耦接至二极管D3的阴极，电容C3的另一端耦接至控制芯片IC1的第三管脚S，电阻R1的一端耦接至二极管D3的阴极，电阻R1的另一端耦接至控制芯片IC1的第四管脚FB，电阻R2的一端耦接至控制芯片IC1的第四管脚FB，电阻R2的另一端耦接至控制芯片IC1的第三管脚S。

图5是根据本实用新型一实施例的图4所示开关变换器400的控制芯片IC1的内部具体电路500。如图5所示，电路500包括开关管M1、电流采样电路51、故障检测及保护电路52、线性调节器(VCCLDO)53、重启延时电路54、开关控制器55、欠压封锁电路56、逻辑电路57及带隙基准电路58。

开关管M1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至控制芯片IC1的第一管脚D，第二端耦接至控制芯片IC1的第三管脚S。开关管M1可以是任意可控的半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。在一个实施例中，开关管M1的第二端通过电流采样电路51耦接至控制芯片IC1的第三管脚S。电流采样电路51根据流过开关管M1的电流提供电流采样信号IS。在一个实施例中，控制信号IC1的第三管脚耦接至芯片地。

故障检测及保护电路52包括过温保护电路521、开路保护电路522、过载保护电路523、短路保护电路524及逻辑电路525。当控制芯片IC1的温度超过温度保护阈值时，例如150℃，过温保护电路521输出有效的过温保护信号OTP(如OTP=“1”)。开路保护电路522的输入端耦接至控制芯片IC1的第四管脚FB接收电压反馈信号VFB，并根据电压反馈信号VFB输出开路保护信号OpenLoop。在一个实施例中，当电压反馈信号VFB小于开路保护阈值时，例如150mV，开路保护电路522输出有效的开路保护信号OpenLoop(如OpenLoop=“1”)。过载保护电路523的输入端耦接至控制芯片IC1的第四管脚FB，并根据电压反馈信号VFB输出过载保护信号OLP。在一个实施例中，当电压反馈信号VFB在一定的连续时间内小于过载保护阈值时，例如2V，过载保护电路523输出有效的过载保护信号OLP(如OLP=“1”)。短路保护电路524的输入端耦接至电流采样电路51的输出端，并根据电流采样信号IS输出短路保护信号SCP。在一个实施例中，当电流采样信号IS大于短路保护阈值时，如0.6V，短路保护电路524输出有效的短路保护信号SCP(如SCP=“1”)。逻辑电路525具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和输出端，其中第一输入端耦接至过温保护电路521的输出端，第二输入端耦接至开路保护电路522的输出端，第三输入端耦接至过载保护电路523的输出端，第四输入端耦接至短路保护电路524的输出端，输出端根据过温保护信号OTP、开路保护信号OpenLoop、过载保护信号OLP以及短路保护信号SCP输出保护信号FAULT。在一个实施例中，当过温保护信号OTP、开路保护信号OpenLoop、过载保护信号OLP或短路保护信号SCP中的一个或几个有效时，保护信号FAULT有效。在一个实施例中，故障检测及保护电路52还包括保护延迟电路，产生保护延迟时间，当检测到开关变换器发生故障时，经过一保护延迟时间后，保护信号FAULT有效。逻辑电路525例如可以包括或非门。

线性调节器53具有输入端、使能端、控制端和输出端，其中输入端耦接至控制芯片IC1的第一管脚D以接收直流输入电压VIN，使能端接收使能信号ENABLE，控制端接收欠压封锁信号UV1，输出端通过控制芯片IC1的第二管脚VCCP在辅助供电电容CVCC上产生辅助供电电压VCC。在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第一状态(无效，如低电平)或欠压封锁信号UV1有效时，线性调节器53关断，辅助供电电容CVCC放电，辅助供电电压VCC减小。在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第二状态(有效，如高电平)以及欠压封锁信号UV1无效时，线性调节器53导通并对辅助供电电容CVCC充电，辅助供电电压VCC增大或维持。

重启延时电路54包括欠压检测电路541和触发器542。欠压检测电路541包括比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端接收第一阈值VTH1，反相输入端接收辅助供电电压VCC。触发器542具有置位端S、复位端R和输出端/Q，其中置位端S耦接至故障检测及保护电路52的输出端，复位端R耦接至欠压检测电路541的输出端，输出端/Q输出使能信号ENABLE。当保护信号FAULT有效时，触发器542置位，使能信号ENABLE变为第一状态，直至辅助供电电压VCC小于第一阈值VTH1时，触发器542复位，使能信号ENABLE变为第二状态。在一个实施例中，重启延时电路54还包括由电流源543及开关管544组成的放电电路。电流源543具有第一端和第二端，其中第一端接收辅助供电电压VCC。开关管544具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电流源543的第二端，第二端耦接至芯片地，控制端耦接至触发器542的输出端。当使能信号ENABLE处于第一状态时，开关管544导通，辅助供电电容CVCC通过电流源543放电，当使能信号ENABLE处于第二状态时，开关管544关断。在一个实施例中，通过调整电流源543输出电流的大小，可以控制辅助供电电容CVCC的放电电流，从而调节重启延迟时间Tdelay。

开关控制器55包括峰值电流控制电路551、输出电压控制电路552及逻辑电路553。峰值电流控制电路551具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，其中第一输入端耦接至电流采样电路51的输出端以接收电流采样信号IS，第二输入端接收峰值电流参考信号ILimit，使能端接收使能信号ENABLE。当使能信号ENABLE处于第二状态时，峰值电流控制电路551使能，否则当使能信号ENABLE处于第一状态时，峰值电流控制电路551不使能，也就是完全关断。在一个实施例中，峰值电流控制电路551包括比较器COM1。输出电压控制电路552具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，其中第一输入端耦接至控制芯片IC1的第四管脚FB以接收电压反馈信号VFB，第二输入端接收参考信号VREF，使能端接收使能信号ENABLE。在一个实施例中，输出电压控制电路552包括误差放大器EA。逻辑电路553具有置位输入端S、复位输入端R、使能端和输出端，其中置位输入端S耦接至输出电压控制电路552的输出端，复位输入端R耦接至峰值电流控制电路551的输出端，使能端接收使能信号ENABLE，输出端输出脉冲信号PWM。在一个实施例中，逻辑电路553包括RS触发器。

欠压封锁电路56根据辅助供电电压VCC输出欠压封锁信号UV1和欠压封锁信号UV2。在一个实施例中，欠压封锁电路56包括滞回比较器561和滞回比较器562。滞回比较器561具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至辅助供电电压VCC，反相输入端耦接至第一辅助供电参考信号VCCH和第二辅助供电参考信号VCCL，输出端输出欠压封锁信号UV1至线性调节器53的控制端。在一个实施例中，当辅助供电电压VCC增大至第一辅助供电参考信号VCCH时，欠压封锁信号UV1变为有效，线性调节器53关断，当辅助供电电压VCC减小至第二辅助供电参考信号VCCL时，欠压封锁信号UV1变为无效，线性调节器53开通。滞回比较器562具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至辅助供电电压VCC，反相输入端耦接至第一辅助供电参考信号VCCH和第二阈值VTH2，输出端输出欠压封锁信号UV2。在一个实施例中，当辅助供电电压VCC增大至第一辅助供电参考信号VCCH时，欠压封锁信号UV2变为无效，当辅助供电电压VCC减小至第二阈值VTH2时，欠压封锁信号UV2变为有效。在一个实施例中，第一辅助供电参考信号VCCH大于第二辅助供电参考信号VCCL，第二辅助供电参考信号VCCL大于第二阈值VTH2，第二阈值VTH2大于第一阈值VTH1。例如第一辅助供电参考信号VCCH为4.7V，第二辅助供电参考信号为4.5V，第二阈值VTH2为3.0V，第一阈值VTH1为2V。欠压封锁信号UV1通过控制线性调节器53的导通与关断能够保证辅助供电电压VCC处于正常工作电压范围的同时，具有更小的功耗。

逻辑电路57具有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，其中第一输入端耦接至开关控制器55的输出端以接收脉冲信号PWM，第二输入端耦接至故障检测及保护电路52的输出端以接收保护信号FAULT，第三输入端耦接至欠压封锁电路56的输出端以接收欠压封锁信号UV2，输出端输出开关控制信号CTRL。在一个实施例中，当欠压封锁信号UV2或保护信号FAULT有效时，开关控制信号CTRL控制开关管M1关断，当欠压封锁信号UV2及保护信号FAULT均无效时，开关控制信号CTRL根据脉冲信号PWM控制开关管M1的导通与关断。在一个实施例中，逻辑电路57包括与门。在一个实施例中，当辅助供电电压VCC减小至第二阈值时VTH2，欠压封锁信号UV2通过逻辑电路57关断开关管M1，从而可以避免因辅助供电电压VCC过小而导致的控制芯片IC1对开关管M1的误操作。

带隙基准电路58接收辅助供电电压VCC，并根据辅助供电电压VCC输出带隙基准信号BANGAP。在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第一状态时，带隙基准电路58不使能，也就是完全关断。在一个实施例中，带隙基准电路58包括线性调节器。

在一个实施例中，当使能信号ENABLE处于第一状态时，控制芯片IC1关断，电路500中除重启延时电路54外所有的控制电路完全关断，也就是电流采样电路51、故障检测及保护电路52、线性调节器(VCC LDO)53、开关控制器55、欠压封锁电路56、逻辑电路57及带隙基准电路58完全关断，从而除重启延时电路54外的控制电路在辅助供电电压VCC上所消耗的电流为零或几乎为零。

上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本实用新型进行说明，这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本实用新型的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本实用新型所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本实用新型的精神和保护范围。

Claims (10)

1.一种控制电路，用于控制开关变换器中的至少一个开关管，其特征在于，所述控制电路包括：

稳压电路，具有使能端和输出端，其中使能端接收使能信号，输出端在辅助供电电容上提供辅助供电电压；

开关控制器，具有第一输入端、第二输入端、使能端和输出端，其中第一输入端耦接至开关变换器的输出端以接收输出电压，第二输入端耦接至参考信号，使能端接收使能信号，输出端根据输出电压和参考信号产生脉冲信号；以及

第一逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接保护信号、第二输入端耦接至开关控制器的输出端，输出端根据保护信号和脉冲信号产生开关控制信号以控制所述至少一个开关管的导通与关断，其中，当检测到开关变换器处于故障状态时，保护信号有效；其中

当保护信号有效时，使能信号变为第一状态，稳压电路及开关控制器完全关断，辅助供电电容放电直至辅助供电电压小于第一阈值时，使能信号变为第二状态，稳压电路及开关控制器使能。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关控制器包括：

峰值电流控制电路，根据流过所述至少一个开关管的电流和峰值电流参考信号提供峰值电流控制信号；

输出电压控制电路，根据输出电压和参考信号产生输出电压控制信号；以及

第二逻辑电路，根据峰值电流控制信号和输出电压控制信号提供脉冲信号。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括欠压封锁电路，所述欠压封锁电路根据辅助供电电压和第一辅助供电参考信号及第二辅助供电参考信号的比较结果关断或开通稳压电路。

4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括欠压封锁电路，所述欠压封锁电路根据辅助供电电压和第一辅助供电参考信号及第二阈值的比较结果输出欠压封锁信号，其中所述第一逻辑电路还包括第三输入端，其中第三输入端接收欠压封锁信号。

5.如权利要求3或4所述的控制电路，其特征在于，当使能信号为第一状态时，故障检测及保护电路和欠压封锁电路完全关断。

6.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，包括重启延时电路，产生使能信号，其中当开关变换器发生故障时，使能信号变为第一状态，辅助供电电容放电直至辅助供电电压小于第一阈值时，使能信号变为第二状态。

7.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述重启延时电路包括：

欠压检测电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收辅助供电电压，第二输入端接收第一阈值；以及

触发器，具有置位端、复位端和输出端，其中置位端接收保护信号，复位端耦接至欠压检测电路的输出端，输出端输出使能信号。

8.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述重启延时电路包括：

电流源，具有第一端和第二端，其中第一端接收辅助供电电压；以及

第二开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至电流源的第二端，第二端耦接至地，控制端接收使能信号；其中

当使能信号处于第一状态时，第二开关管导通，辅助供电电容通过电流源放电。

9.一种开关变换器，其特征在于，包括：

至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及

如权利要求1至8中任一项所述的控制电路。

10.一种开关变换器，其特征在于，包括：

至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；

辅助电容器，一端接地；

控制电路，一端耦接至所述至少一个开关管，另一端耦接至所述辅助电容器的另一端，所述控制电路控制所述至少一个开关管的导通与关断，并且在辅助供电电容上提供辅助供电电压，其中当开关变换器处于故障状态时，所述控制电路关闭所述开关变换器直至重启延迟时间后，所述开关变换器重新启动，其中所述重启延迟时间等于辅助供电电压减小至第一阈值的时长。

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