CN210074756U

CN210074756U - 控制电路及芯片

Info

Publication number: CN210074756U
Application number: CN201921177101.0U
Authority: CN
Inventors: 俞秀峰; 张波; 蓝舟
Original assignee: Hangzhou Biyi Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Biyi Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2029-07-25

Abstract

本实用新型揭示了一种控制电路及芯片，所述控制电路包括芯片，所述芯片包括一复用引脚；所述复用引脚分别耦接热敏元件、第一分压电阻、第二分压电阻；在第一状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接所述热敏元件；在第二状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接第一分压电阻、第二分压电阻。本实用新型提出的控制电路及芯片，通过将不同功能的脚位集成，可减少芯片脚位，避免芯片因脚位不足而导致功能不完善的问题。本实用新型的设计电路简洁可靠；集成了过温保护，过压/欠压保护以及消磁检测功能，功能完备，应用灵活度较大。

Description

控制电路及芯片

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，涉及一种芯片及控制电路。

背景技术

图1为现有一控制芯片通过引脚进行过温保护OTP的电路示意图；请参阅图1，芯片U11通过第三引脚位对外部NTC灌输一个固定电流，由于NTC阻抗随温度变化而变化，因此检测3脚电位可以判定系统的温度状态，从而实现过温保护(OTP)的功能。

图2为现有一控制芯片通过引脚进行过压保护/欠压保护及消磁检测的电路示意图；请参阅图2，芯片U12的第三引脚通过两个电阻分压采样辅助绕组电压，从而实现输出电压的过压保护/欠压保护(OVP/UVP)和消磁检测。

由于以上两种功能的各自独立，在芯片本身引脚数量不足的情况下，只能实现其中一种功能。使芯片功能只能受限，只能选择其中的一个保护功能，这样大大限制了芯片应用的灵活性。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种芯片结构，以便克服现有芯片结构存在的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种控制电路及芯片，通过引脚复用，可利用有限的引脚实现更多的功能。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

一种控制电路，所述控制电路包括芯片，所述芯片包括一复用引脚；所述复用引脚耦接热敏元件的第二端，所述热敏元件的第一端分别耦接第一分压电阻的第二端和第二分压电阻的第一端，所述第一分压电阻的第一端耦接辅助绕组；

在第一状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接所述热敏元件；在第二状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接第一分压电阻、第二分压电阻。

作为本实用新型的一种实施方式，所述芯片包括过温检测模块，所述过温检测模块包括电流源、第一开关S1、第一比较器U1和电源V1；

所述电流源的输出端耦接第一开关S1的第一端，所述第一开关S1的第二端分别耦接所述复用引脚和第一比较器U1的正相输入端，所述电源V1的正极耦接所述第一比较器U1的反相输入端，所述第一比较器U1的输出端耦接过温保护模块。

作为本实用新型的一种实施方式，所述控制电路还包括第三电阻R3或/和第一二极管D1；所述第三电阻R3或/和第一二极管D1与热敏元件并联设置。

作为本实用新型的一种实施方式，所述过温检测模块还包括计时器，所述第一比较器U1的输出端耦接计时器的第一端，所述计时器的第二端耦接过温保护模块。

作为本实用新型的一种实施方式，所述芯片还包括过压/欠压检测模块和消磁检测模块；

所述过压/欠压检测模块包括第一电容C1、第二开关S2和过压/欠压检测电路，所述第二开关S2的第一端耦接所述复用引脚，所述第二开关S2的第二端分别耦接所述第一电容C1的第一端和过压/欠压检测电路；

所述消磁检测模块包括前沿消隐电路LEB和消磁检测电路，所述前沿消隐电路LEB的第一端耦接复用引脚，所述前沿消隐电路LEB的第二端耦接消磁检测电路。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一开关S1、第二开关S2互补设置，即在第一开关S1断开时，第二开关S2闭合；在第一开关S1闭合时，第二开关S2断开；

在第二开关S2导通、第一开关S1关断期间，所述芯片实现过压/欠压保护检测；

在第一开关S1导通、第二开关S2关断期间，第一比较器U1的正相输入端由于电流源I0在复用引脚上产生一个电压增量dV，以实现过温保护检测。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一开关S1每间隔若干个开关周期导通一次。

根据本实用新型的另一个方面，采用如下技术方案：一种芯片，所述芯片包括一复用引脚；

在第一状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接一热敏元件；在第二状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接第一分压电阻、第二分压电阻；

所述芯片包括过温检测模块，所述过温检测模块包括电流源、第一开关S1、第一比较器U1和电源V1；

作为本实用新型的一种实施方式，所述芯片还包括过压/欠压检测模块和消磁检测模块，所述过压/欠压检测模块包括第一电容C1、第二开关S2和过压/欠压检测电路，所述第二开关S2的第一端耦接所述复用引脚，所述第二开关S2的第二端分别耦接所述第一电容C1的第一端和过压/欠压检测电路；

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的控制电路及芯片，通过将不同功能的脚位集成，可利用有限的引脚实现更多的功能；本实用新型可减少芯片脚位，避免芯片因脚位不足而导致功能不完善的问题。本实用新型的设计电路简洁可靠，集成了过温保护、过压/欠压保护以及消磁检测功能，功能完备，应用灵活度较大。

附图说明

图1为现有一控制芯片通过引脚进行过温保护OTP的电路示意图。

图2为现有一控制芯片通过引脚进行过压保护/欠压保护及消磁检测的电路示意图。

图3为本实用新型一实施例中控制电路的电路示意图。

图4为本实用新型一实施例中芯片的电路示意图。

图5为本实用新型一实施例中控制电路断续模式下的工作波形图。

图6为本实用新型一实施例中控制电路连续模式下的工作波形图。

图7为本实用新型一实施例中GATE信号、S1信号及S2信号的波形图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型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实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。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实用新型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，如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接；还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的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、跟随电路等电路或部件的连接。

本实用新型揭示了一种控制电路，图3为本实用新型一实施例中控制电路的电路示意图；请参阅图3，在本实用新型的一实施例中，所述控制电路包括芯片U2，所述芯片U2包括一复用引脚DEM；所述复用引脚DEM分别耦接热敏元件(在本实用新型的一实施例中，热敏元件为热敏电阻NTC)、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2。具体地，所述复用引脚耦接热敏元件的第二端，所述热敏元件的第一端分别耦接第一分压电阻的第二端和第二分压电阻的第一端，所述第一分压电阻的第一端耦接辅助绕组。

在第一状态下，所述芯片U2通过所述复用引脚DEM耦接所述热敏元件，从而判定电路系统的温度状态，实现芯片的过温保护检测(在本实用新型的一实施例中，复用引脚起到图1中NTC引脚的作用)；在第二状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接第一分压电阻R1、第二分压电阻R2，实现输出电压的过压保护检测、欠压保护检测及消磁检测中的至少一个(在本实用新型的一实施例中，复用引脚起到图2中PRT引脚的作用)。

本实用新型揭示的一种控制电路，该控制电路的检测过程是通过检测输出OVP/UVP，采用的是电压检测，控制更精准且实现更简单。而现有技术的方案是采用电流检测的，电流检测的实现过程较为复杂，且精度不如电压检测，电压检测只要一比较器和一基准就可以实现，而电流检测最后还是需要转换成电压信号才能实现检测，因此电流检测比电压检测更复杂，精度更不准。

另外，可以本实用新型的实施例中可实现消磁检测，在不同温度下NTC发生变化，而不会影响消磁检测的精度。

图4为本实用新型一实施例中芯片的电路示意图；请参阅图4，在本实用新型的一实施例中，在本实用新型的一实施例中，所述芯片1包括过温检测模块，所述过温检测模块包括电流源I0、第一开关S1、第一比较器U1和电源V1。所述电流源I0的输出端耦接第一开关S1的第一端，所述第一开关S1的第二端分别耦接所述复用引脚和第一比较器U1的正相输入端，所述电源V1的正极耦接所述第一比较器U1的反相输入端，所述第一比较器U1的输出端耦接过温保护模块。在本实用新型的一实施例中，过温检测模块耦接过温保护模块，当过温检测模块检测到电路系统满足过温条件时，发送信号至过温保护模块，以触发OTP保护。

在本实用新型的一实施例中，所述控制电路还包括第三电阻R3或/和第一二极管D1，所述第三电阻R3或/和第一二极管D1与热敏元件并联设置。即所述控制电路可以包括第三电阻R3(不包括第一二极管D1)，也可以包括第一二极管D1(不包括第三电阻R3)，也可以同时包括第三电阻R3及第一二极管D1。在控制电路同时包括第三电阻R3及第一二极管D1时，第三电阻R3、第一二极管D1与热敏元件并联设置。

在本实用新型的一实施例中，所述热敏元件为热敏电阻NTC；当然，热敏元件还可以采用其他元件。在本实用新型的一实施例中，所述第三电阻R3或/和第一二极管D1的第一端分别耦接热敏电阻NTC的第一端、第一分压电阻R1的第二端、第二分压电阻R2的第一端；所述第三电阻R3或/和第一二极管D1的第二端分别耦接热敏电阻NTC的第二端、复用引脚DEM；所述第一分压电阻R1的第一端耦接变压器副边绕组。

在本实用新型的一实施例中，所述控制电路包括第一二极管D1时，在第一二极管D1导通时，Vdem＝Va；在第一二极管D1截止时，第三电阻R3与热敏电阻NTC并联设置。

在本实用新型的一实施例中，所述过温检测模块还包括计时器，所述第一比较器U1的输出端耦接计时器的第一端，所述计时器的第二端耦接过温保护模块。在控制电路未加入计时器的方案中，当检测到的温度符合过温要求，即触发OTP保护；在控制电路加入计时器时，检测到的温度符合过温要求，且持续一定时间，即触发OTP保护。

所述芯片还包括过压/欠压检测模块和消磁检测模块。所述过压/欠压检测模块包括第一电容C1、第二开关S2和过压/欠压检测电路11；其中，过压检测模块对应过压检测电路，欠压检测模块对应欠压检测电路。所述第二开关S2的第一端耦接所述复用引脚，所述第二开关S2的第二端分别耦接所述第一电容C1的第一端和过压/欠压检测电路11。所述消磁检测模块包括前沿消隐电路LEB 15和消磁检测电路13，所述前沿消隐电路LEB 15的第一端耦接复用引脚，所述前沿消隐电路LEB 15的第二端耦接消磁检测电路13。在原边电流控制环路中，由于开关导通瞬间会有脉冲峰值电流，如果采样此时的电流值并进行控制，会因脉冲前沿的尖峰产生误触发动作，前沿消隐电路LEB 15能用于消除这种误触发。

在本实用新型的一实施例中，所述过压/欠压检测电路11用以将所述复用引脚DEM的电压Vdem与设定过压OVP电压、欠压UVP电压比较，从而实现过压/欠压保护检测；所述消磁检测电路13用以获取所述复用引脚的电压Vdem，在Vdem<0时，实现消磁检测功能。

具体地，在本实用新型的一实施例中，当系统进行过压/欠压保护检测和消磁时，只要判定Vdem电压情况即可。Vdem＝Va＝Vaux*R2/(R1+R2)，在副边消磁阶段，即图5中的t1-t2(图6中t1-t3)检测Vdem电压与设定的OVP电压、UVP电压比较可实现过压/欠压保护功能；通过判定Vdem<0是否成立，成立时，实现消磁检测功能。

图5为本实用新型一实施例中控制电路断续模式下的工作波形图，图6为本实用新型一实施例中控制电路连续模式下的工作波形图；请参阅图5、图6，在本实用新型的一实施例中，主开关Q1的DS电压波形、辅助绕组电压波形、芯片复用引脚DEM的电压波形、变压器T1原边电流、变压器T1副边电流在断续模式DCM下的工作波形图可参见图5所示，主开关Q1的DS电压波形、辅助绕组电压波形、芯片复用引脚DEM的电压波形、变压器T1原边电流、变压器T1副边电流在连续模式CCM下的工作波形图可参见图6所示。其中Vds为图3中主开关Q1的DS电压波形，Vaux为辅助绕组电压波形，Vdem为芯片复用引脚DEM的电压波形，Ip为变压器T1原边电流，即流经Q1的电流波形，Is为变压器T1副边电流，即流经副边二极管D1的电流波形。

在本实用新型的一实施例中，所述第一开关S1、第二开关S2互补设置，即在第一开关S1断开时，第二开关S2闭合；在第一开关S1闭合时，第二开关S2断开。在第二开关S2导通、第一开关S1关断期间，所述芯片实现过压OVP/UVP欠压保护检测。在第一开关S1导通、第二开关S2关断期间，第一比较器U1的正相输入端由于电流源I0在复用引脚上产生一个电压增量dV，以实现过温保护检测。在本实用新型的一实施例中，控制电路包括计时器，当电压增量dV大于设定第一参考电压V1时，第一比较器U1输出高电平，复位计时器；当电压增量dV小于设定第一参考电压V1时，第一比较器U1输出低电平不复位计时器，故当电压增量dV持续小于设定第一参考电压V1超过设定时间后，触发过温保护OTP逻辑。

图7为本实用新型一实施例中GATE信号、S1信号及S2信号的波形图；请参阅图7，在本实用新型的一实施例中，过温检测实现如图7所示，GATE为原边开关管Q1(图3中)的驱动信号，第一开关S1和第二开关S2互补，第一开关S1在原边关断后2us开启，持续1us。当第二开关S2导通期间，芯片实现过压OVP/UVP欠压保护检测，当第一开关S1导通，第二开关S2关断时，第一比较器U1正端由于电流源I0在DEM脚上产生一个电压增量dV，当dV大于V1时，U1输出高电平，复位OTP计时器；当dV<V1时，U1输出低电平不复位计时器，故当dV持续小于V1超过一定时间后，触发OTP逻辑。

在本实用新型的一实施例中，所述第一开关S1每间隔若干个开关周期导通一次。系统OTP检测无需每周期进行，故第一开关S1可以在每隔N个开关周期导通即可，N取合适的值。触发OTP条件为(R1//R2+RNTC//R3)*I0<V1，其中，第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三电阻R3、电流源输出的电流I0、第一参考电压V1为固定参数，当温度上升，RNTC下降到一定程度时可触发过温保护OTP保护。

在本实用新型的一实施例中，通过内部固定电流源灌电流实现OTP检测功能，选择合适的阻值，可以不启用OTP功能。

在本实用新型的一实施例中，若Vdem的OVP电压为2.5V，对应系统在Vaux＝25V时，则取R1＝90k，R2＝10k，则有R1//R2＝9k，NTC的常温阻抗为100k，保护温度120度时RNTC＝3.7k，内部设定I0＝100uA，V1＝1.1V，则取R3＝4.3k。

本实用新型还揭示一种开关电源电路，所述开关电源电路包括上述的控制电路。

本实用新型进一步揭示一种芯片，所述芯片包括一复用引脚；在第一状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接一热敏元件，从而判定电路系统的温度状态，实现芯片的过温保护检测；在第二状态下，所述芯片通过所述复用引脚耦接第一分压电阻、第二分压电阻，实现输出电压的过压保护检测、欠压保护检测及消磁检测中的至少一个。所述芯片包括过温检测模块，所述过温检测模块包括电流源、第一开关S1、第一比较器U1和电源V1；所述电流源的输出端耦接第一开关S1的第一端，所述第一开关S1的第二端分别耦接所述复用引脚和第一比较器U1的正相输入端，所述电源V1的正极耦接所述第一比较器U1的反相输入端，所述第一比较器U1的输出端耦接过温保护模块。所述芯片的具体结构可参阅以上控制电路中有关芯片引脚设置及电路组成的介绍。

综上所述，本实用新型提出的控制电路及芯片，通过将不同功能的脚位集成，可减少芯片脚位，避免芯片因脚位不足而导致功能不完善的问题。本实用新型的设计电路简洁可靠，集成了过温保护、过压/欠压保护以及消磁检测功能，功能完备，应用灵活度较大。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。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，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型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

1.一种控制电路，其特征在于，所述控制电路包括芯片，所述芯片包括一复用引脚；所述复用引脚耦接热敏元件的第二端，所述热敏元件的第一端分别耦接第一分压电阻的第二端和第二分压电阻的第一端，所述第一分压电阻的第一端耦接辅助绕组；

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：

所述控制电路还包括第三电阻R3或/和第一二极管D1；所述第三电阻R3或/和第一二极管D1与热敏元件并联设置。

4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：

所述过温检测模块还包括计时器，所述第一比较器U1的输出端耦接计时器的第一端，所述计时器的第二端耦接过温保护模块。

5.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于：

所述芯片还包括过压/欠压检测模块和消磁检测模块；

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：

所述第一开关S1、第二开关S2互补设置，即在第一开关S1断开时，第二开关S2闭合；在第一开关S1闭合时，第二开关S2断开；

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于：

所述第一开关S1每间隔若干个开关周期导通一次。

8.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括一复用引脚；

9.根据权利要求根据权利要求8所述的芯片，其特征在于：

所述芯片还包括过压/欠压检测模块和消磁检测模块，所述过压/欠压检测模块包括第一电容C1、第二开关S2和过压/欠压检测电路，所述第二开关S2的第一端耦接所述复用引脚，所述第二开关S2的第二端分别耦接所述第一电容C1的第一端和过压/欠压检测电路；