CN214154329U - 一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 - Google Patents
一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214154329U CN214154329U CN202023042110.4U CN202023042110U CN214154329U CN 214154329 U CN214154329 U CN 214154329U CN 202023042110 U CN202023042110 U CN 202023042110U CN 214154329 U CN214154329 U CN 214154329U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- signal
- unit
- circuit
- voltage detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源,用以增加控制芯片引脚的功能,减少引脚数量。该控制芯片包括电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,功能设定单元和电压检测单元均与电压反馈引脚连接,复用该电压反馈引脚,电压反馈引脚接收反馈电压,功能设定单元,提供偏置电流至电压反馈引脚,根据反馈电压产生功能设定信号,电压检测单元根据反馈电压产生电压检测信号。上述控制芯片,可以在现有功能引脚的基础上,新增功能设定单元的功能,由此拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源。
背景技术
图1所示为现有技术的一种PSR(Primary Side Regulation,原边控制)反激变换器原理框图。如图1所示,PSR反激变换器包括整流桥BD1、输入电容Cin、变压器T1、开关管Q1、采样电阻Rcs、电阻R1、电阻R2、电阻RT、续流二极管DF1、输出电容Co及控制芯片IC1。变压器T1包含三个绕组,分别是原边绕组Np、副边绕组Ns和辅助绕组Nt,开关管Q1包括寄生电容C1。输入交流电压Vac经整流桥BD1整流后,输出母线电压Vbus。
参考图1,辅助绕组Nt的同名端电压信号VN t,经电阻R1和电阻R2分压后,传输至控制芯片IC1的FB引脚。控制芯片IC1具备正电压检测功能和负电压检测功能。具体的,正电压检测功能,根据反激变换器的工作原理,当副边绕组Ns续流时,辅助绕组Nt的同名端电压为正电压,记为VNt_P=(Nt/Ns)*Vo(其中Vo为反激变换器的输出电压),而控制芯片IC1的FB引脚的电压为VFB=VNt_P*R1/R2,控制芯片IC1通过检测FB引脚电压,获取反激变换器输出电压Vo的值。优选的,控制芯片IC1将输出电压Vo的值与控制芯片IC内部的恒压基准进行误差放大,并根据误差放大信号控制开关管Q1的开通时间及开关频率,实现反激变换器的恒压输出;负电压检测功能,根据反激变换器的工作原理,当开关管Q1导通时,有电流流过开关管Q1,控制芯片IC1通过在开关管Q1关断前一刻获取采样电阻Rcs两端的电压,获取表征流过开关管Q1的峰值电流的采样电压Vcs。实际电路中,由于对采样电阻Rcs的采样动作发生与开关管Q1实际关断时刻之间存在延时,且一般为固定延时(设为Td),导致开关管Q1的峰值电流信息采样不准确,峰值电流采样误差可表示为ΔVcs=k1*Vbus,k1=Rcs*Td/Lm,为固定值,其中Lm为变压器T1原边绕组Np的感量。在开关管Q1导通期间,辅助绕组Nt的同名端的电压VNt为负电压,记为VNT_N=-(Nt/Np)*Vbus,控制芯片IC1将FB引脚的电压作低电平钳位至地,并根据从FB引脚流出的钳位电流Iclamp来获取母线电压Vbus的信息,即Iclamp=k2*Vbus,k2=R1*Nt/Np。进一步的,根据钳位电流Iclamp产生等比例的电压信号,对所峰值电流采样误差ΔVcs进行补偿。更进一步的,可以通过改变电阻R1的阻值,来调整补偿效果。
参考图1,控制芯片IC1还包括一个OTP引脚,该OTP引脚经电阻RT连接到地。控制芯片IC1产生一固定偏置电流Ipreset从OTP引脚流出,在电阻RT两端形成偏置电压,控制芯片IC1根据电阻RT两端的偏置电压设定控制芯片IC1的温度保护阈值。
综上所述,现有技术中开关电源中的控制芯片的单个引脚功能不够多样化。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源,用以拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种控制芯片,包括:电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,功能设定单元和电压检测单元均与电压反馈引脚连接,复用所述电压反馈引脚;其中,
电压反馈引脚,接收反馈电压;
功能设定单元,提供偏置电流至电压反馈引脚,根据该反馈电压产生功能设定信号;
电压检测单元根据反馈电压产生电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括正电压检测单元,正电压检测单元根据反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括负电压检测单元,负电压检测单元根据反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括正电压检测单元和负电压检测单元,其中,正电压检测单元和负电压检测单元分别与电压反馈引脚连接,
正电压检测单元,根据该反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;负电压检测单元,根据该反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括驱动单元和驱动引脚,该驱动控制单元与该正电压检测单元和驱动引脚连接,基于该正电压检测信号和预设基准电压产生驱动信号,并将该驱动信号通过该驱动引脚输出。
在一种可能的实施方式中,预设基准电压包括第一预设基准电压和第二预设基准电压;
驱动单元包括:误差放大器、比较器以及驱动电路,误差放大器的反向输入端与正电压检测单元的输出端连接,误差放大器的正向输入端连接电压值为第一预设基准电压的电压源,误差放大器的输出端与比较器的正向输入端连接,比较器的反向输入端与电压值为第二预设基准电压的电压源连接,比较器的输出端输出第二比较信号;驱动电路根据第二比较信号产生驱动信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括采样引脚和信号锁存单元,其中,该采样引脚接收表征与驱动引脚连接的被驱动对象的电流的电流采样信号,信号锁存单元,与该采样引脚和负电压检测单元连接,对钳位电压信号和电流采样信号相加所得的峰值信号进行锁存。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括与反馈引脚连接的电压比较单元、分别与电压比较单元、驱动单元、功能设定单元、正电压检测单元以及信号锁存单元连接的使能控制单元,该电压比较单元,根据反馈电压产生第一比较信号;该使能控制单元,基于第一比较信号和第二比较信号,生成控制功能设定单元的第一使能信号、控制正电压检测单元的第二使能信号以及控制信号锁存单元的第三使能信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括与功能设定单元连接的保护单元,所述保护单元,根据功能设定信号产生保护阈值电压,并输出保护信号。
在一种可能的实施方式中,该保护单元包括温度保护单元、过压保护单元、欠压保护单元中的至少之一,
温度保护单元,根据功能设定信号产生温度保护阈值电源,并输出过温保护信号;过压保护单元,根据功能设定信号产生过压保护阈值电压,并输出过压保护信号;欠压保护单元,根据功能设定单元产生欠压保护阈值电压,并输出欠压保护信号。
在一种可能的实施方式中,功能设定单元,包括:偏置电流源、设定开关、锁存电路、输入端、输出端和使能端,其中,偏置电流源的正端与设定开关的第一端连接,偏置电流源的负端与控制芯片的供电电源连接,用于产生偏置电流,设定开关的第二端作为功能设定单元的输入端与电压反馈引脚连接,设定开关的控制端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的信号输入端与设定开关的第二端连接,锁存电路的使能端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的输出端作为功能设定单元的输出端,功能设定单元的输出端输出功能设定信号,功能设定单元的使能端接收控制所述功能设定单元的第一使能信号,其中:
在控制所述功能设定单元的第一使能信号的控制下,通过偏置电流源产生偏置电流后,锁存电路将反馈偏置电压进行锁存后,输出功能设定信号。
在一种可能的实施方式中,正电压检测单元,包括:输入端、输出端和使能端,其中,正电压检测单元的输入端与电压反馈引脚连接,正电压检测单元的输出端输出所述正电压检测信号,正电压检测单元的使能端接收控制所述正电压检测单元的第二使能信号,其中:
在控制正电压检测单元的第二使能信号的控制下,当正电压检测单元的输入端输入限制后的正电压信号时,输出正电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,信号锁存单元,包括:加法器和峰值保持电路,其中,加法器的第一输入端与负电压检测单元连接,加法器的第二输入端与采样引脚连接,加法器的输出端与峰值保持电路连接;
峰值保持电路,在第三使能信号的控制下,对加法器输出的峰值信号进行锁存。
在一种可能的实施方式中,负电压检测单元,包括:第一输出端、第二输出端、低压钳位电路和电流-电压转换电路,其中,低压钳位电路的电流输出端与电流-电压转换电路的电流输入端连接,电流-电压转换电路的电流输出端作为第一输出端,与电压反馈引脚连接,电流-电压转换电路的电压输出端作为第二输出端,输出钳位电压信号,其中:
当负电压检测单元的输入端输入限制后的负电压信号时,通过低压钳位电路将电压反馈引脚的电压钳位至预设的固定钳位电压,并根据从电流-电压转换电路输出的钳位电流,输出负电压检测信号。
上述第一方面提供的控制芯片,包括电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,功能设定单元和电压检测单元分别与反馈引脚连接,其中,电压反馈引脚接收反馈电压,功能设定单元,提供偏置电流至电压反馈引脚,根据反馈电压产生功能设定信号,电压检测单元根据反馈电压产生电压检测信号。采用上述控制芯片,可以在现有功能引脚的基础上,新增功能设定单元的功能,由此进一步拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种芯片引脚复用电路,包括:依次连接的电压待测电路、电压限制电路和控制芯片,其中,
电压待测电路的第一端与电压限制电路的第一端连接,电压待测电路的第二端与第一接地端连接,输出待测电压信号至电压限制电路;
电压限制电路的第二端与控制芯片的电压反馈引脚连接,对待测电压信号进行分压处理后得到反馈电压信号输出至控制芯片;
控制芯片,包括电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,功能设定单元和电压检测单元均与电压反馈引脚连接,复用电压反馈引脚;其中,
电压反馈引脚,接收反馈电压;
功能设定单元,提供偏置电流至电压反馈引脚,根据反馈电压产生功能设定信号;
电压检测单元根据反馈电压产生电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括正电压检测单元,正电压检测单元根据反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括负电压检测单元,负电压检测单元根据反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
在一种可能的实施方式中,电压检测单元包括正电压检测单元和负电压检测单元,其中,正电压检测单元和负电压检测单元分别与电压反馈引脚连接,
正电压检测单元根据反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;负电压检测单元,根据反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括:驱动单元和驱动引脚,其中:驱动单元,与正电压检测单元和驱动引脚连接,基于正电压检测信号和预设基准电压产生驱动信号,并将驱动信号通过驱动引脚输出。
在一种可能的实现方式中,预设基准电压包括第一预设基准电压和第二预设基准电压;
驱动单元包括:误差放大器、比较器以及驱动电路,误差放大器的反向输入端与正电压检测单元的输出端连接,误差放大器的正向输入端连接电压值为第一预设基准电压的电压源,误差放大器的输出端与比较器的正向输入端连接,比较器的反向输入端与电压值为第二预设基准电压的电压源连接,比较器的输出端输出第二比较信号;驱动电路根据第二比较信号产生驱动信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括采样引脚和信号锁存单元,其中:采样引脚,接收表征与驱动引脚连接的被驱动对象的电流的电流采样信号;信号锁存单元,与采样引脚和负电压检测单元连接,对钳位电压信号和电流采样信号相加所得的峰值信号进行锁存。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括与反馈引脚连接的电压比较单元、与电压比较单元、驱动单元、功能设定单元、正电压检测单元以及信号锁存单元连接的使能控制单元;电压比较单元,根据反馈电压产生第一比较信号;使能控制单元,基于第一比较信号和第二比较信号,生成控制功能设定单元的第一使能信号、控制正电压检测单元的第二使能信号和控制信号锁存单元的第三使能信号。
在一种可能的实施方式中,控制芯片还包括与功能设定单元连接的保护的单元,保护单元,根据功能设定信号产生保护阈值电压,并输出保护信号。
在一种可能的实施方式中,保护单元包括温度保护单元、过压保护单元、欠压保护单元中的至少之一;温度保护单元,根据功能设定信号产生温度保护阈值电压,并输出过温保护信号;过压保护单元,根据功能设定信号产生过压保护阈值电压,并输出过压保护信号;欠压保护单元,根据功能设定信号产生欠压保护阈值电压,并输出欠压保护信号。
在一种可能的实施方式中,功能设定单元,包括:偏置电流源、设定开关、锁存电路、输入端、输出端和使能端,其中,偏置电流源的正端与设定开关的第一端连接,偏置电流源的负端与控制芯片的供电电源连接,用于产生偏置电流,设定开关的第二端作为功能设定单元的输入端与电压反馈引脚连接,设定开关的控制端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的信号输入端与设定开关的第二端连接,锁存电路的使能端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的输出端作为功能设定单元的输出端,功能设定单元的输出端输出功能设定信号,功能设定单元的使能端接收控制功能设定单元的第一使能信号,其中:在控制功能设定单元的第一使能信号的控制下,通过偏置电流源产生偏置电流后,锁存电路将反馈电压进行锁存后,输出功能设定信号。
在一种可能的实施方式中,正电压检测单元,包括:输入端、输出端和使能端,其中,正电压检测单元的输入端与电压反馈引脚连接,正电压检测单元的输出端输出正电压检测信号,正电压检测单元的使能端接收控制正电压检测单元的第二使能信号,其中:
在控制正电压检测单元的第二使能信号的控制下,当正电压检测单元的输入端输入限制后的正电压信号时,输出正电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,信号锁存单元,包括:加法器和峰值保持电路,其中,加法器的第一输入端与负电压检测单元连接,加法器的第二输入端与采样引脚连接,加法器的输出端与峰值保持电路连接;
峰值保持电路,在第三使能信号的控制下,对加法器输出的峰值信号进行锁存。
在一种可能的实施方式中,负电压检测单元,包括:第一输出端、第二输出端、低压钳位电路和电流-电压转换电路,其中,低压钳位电路的电流输出端与电流-电压转换电路的电流输入端连接,电流-电压转换电路的电流输出端作为第一输出端,与电压反馈引脚连接,电流-电压转换电路的电压输出端作为第二输出端,输出钳位电压信号,其中:
当负电压检测单元的输入端输入限制后的负电压信号时,通过低压钳位电路将电压反馈引脚的电压钳位至预设的固定钳位电压,并根据从电流-电压转换电路输出的钳位电流,输出负电压检测信号。
在一种可能的实施方式中,电压限制电路,包括:上分压单元和下分压单元,其中,
上分压单元的第一端与电压待测电路连接,上分压单元的第二端与下分压单元的第一端和电压反馈引脚连接,下分压单元的第二端与第一接地端连接;
功能设定单元在进行功能设定时,偏置电流经电压反馈引脚流向上分压单元、电压待测电路,并经电压反馈引脚依次流向下分压单元和第一接地端;
负电压检测单元在进行负电压检测时,钳位电流经电压反馈引脚流向上分压单元和电压待测电路。
在一种可能的实施方式中,上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,下分压单元,包括:第三电阻,其中,
第一电阻的第一端与二极管的阴极相连,作为上分压单元的第一端,二极管的阳极与第二电阻的第一端相连,第一电阻的第二端与第二电阻的第二端相连,作为上分压单元的第二端,并与第三电阻的第一端相连,第三电阻的第二端与第一接地端连接。
在一种可能的实施方式中,上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,下分压单元,包括:第三电阻,其中,
第一电阻的第一端与二极管的阳极相连,作为上分压单元的第一端,二极管的阴极与第二电阻的第一端相连,第一电阻的第二端与第二电阻的第二端相连,作为上分压单元的第二端,并与第三电阻的第一端相连,第三电阻的第二端与第一接地端连接。
在一种可能的实施方式中,上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,下分压单元,包括:第三电阻,其中,
第一电阻的第一端与二极管的阳极相连,作为上分压单元的第一端,第一电阻的第二端与二极管的阴极相连,并与第二电阻的第一端相连,第二电阻的第二端与第三电阻的第一端相连,作为上分压单元的第二端,第三电阻的第二端与第一接地端连接。
在一种可能的实施方式中,上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,下分压单元,包括:第三电阻,其中,
第一电阻的第一端与二极管的阴极相连,作为上分压单元的第一端,第一电阻的第二端与二极管的阳极相连,并与第二电阻的第一端相连,第二电阻的第二端与第三电阻的第一端相连,作为上分压单元的第二端,第三电阻的第二端与第一接地端连接。
采用第二方面提供的芯片引脚复用电路,可以通过控制芯片的电压反馈引脚实现功能设定单元和电压检测单元的功能,可以在现有功能引脚的基础上,新增功能设定单元的功能,由此进一步拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本。
第三方面,本实用新型实施例提供了一种开关电源,包括:功率转换单元和如第二方面中任一所述的芯片引脚复用电路,其中,
功率转换单元用于将输入电压转成直流输出电压,以向负载供电,功率转换单元包括变压器,变压器包括原边绕组,芯片引脚复用电路中的电压待测电路与原边绕组耦合,输出待测电压信号。
在一种可能的实施方式中,开关电源还包括桥式整流电路、输入电容以及采样电阻,功率转换单元还包括开关管、续流二极管以及输出电容,变压器还包括副边绕组和辅助绕组,其中:
桥式整流电路的交流输入端接收输入电压,桥式整流电路的输出正端与输入电容的正极相连,桥式整流电路的输出负端与输入电容的负极相连,并与第一接地端连接;
变压器的原边绕组的异名端与所述输入电容的正极相连,变压器原边绕组的同名端与开关管的第一功率端相连,开关管的第二功率端与采样电阻的第一端相连,采样电阻的第二端与第一接地端连接;
变压器的副边绕组的同名端与续流二极管的阳极相连,变压器副边绕组的异名端与输出电容的负极相连,并与第二接地端连接,续流二极管的阴极与输出电容的正极相连,负载与所述输出电容并联;
芯片引脚复用电路的电压待测电路为变压器的辅助绕组,芯片引脚复用电路中控制芯片的采样引脚与所述采样电阻的第一端相连,控制芯片的驱动引脚与所述开关管的控制端相连。
采用上述第三方面提供的开关电源,由于包括的芯片引脚复用电路中的控制芯片,可以在现有功能引脚的基础上,新增功能设定单元的功能,由此进一步拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本,进而降低开关电源的成本。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型实施例一起解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附
图中:
图1现有技术中的一种PSR反激变换器原理框图;
图2为本实用新型实施例提供的一种控制芯片的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的另一种控制芯片的电路结构示意图;
图4为本实用新型还提供一种芯片引脚复用电路的结构示意图;
图5为本实用新型提供的电压限制电路的第一种结构示意图;
图6为本实用新型提供的电压限制电路的第二种结构示意图;
图7为本实用新型提供的电压限制电路的第三种结构示意图;
图8为本实用新型提供的电压限制电路的第四种结构示意图;
图9为本实用新型提供的一种开关电源的结构示意图;
图10为本实用新型提供的一种开关电源的工作波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行说明,应当理解,此处所描述的实施例仅说明和解释本实用新型,并不限定本实用新型。
下面结合说明书附图,对本实用新型实施例提供的一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源的具体实施方式进行说明。
目前的PSR反激变换器中的控制芯片存在采样引脚FB和温度保护控制的引脚OTP,如果采样引脚FB能够实现引脚OTP的功能,则可以减少芯片引脚数量,降低芯片成本。
需要说明的是,PSR反激变换器是开关电源的一种。
基于此,本实用新型实施例提供了一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源,解决现有技术中存在的开关电源中的控制芯片的引脚功能不够多样化的问题。其中,控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源是基于同一构思的,由于控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源解决问题的原理相似,因此控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源的实施可以相互参见,重复之处不再赘述。
本实用新型中所涉及的连接,描述两个对象的连接关系,可以表示两种连接关系,例如,A和B连接,可以表示:A与B直接连接,A通过C和B连接这两种情况。另外,需要理解的是,在本实用新型的描述中,“第一”、“第二”…等词汇,仅区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
参见图2,为本实用新型实施例提供的一种控制芯片的结构示意图。在图2所示的控制芯片200中,包括电压反馈引脚FB、功能设定单元201以及电压检测单元202,功能设定单元201和电压检测单元202均与电压反馈引脚FB连接;其中,
电压反馈引脚FB,接收反馈电压;
功能设定单元201,提供偏置电流至电压反馈引脚FB,根据反馈电压产生功能设定信号;
电压检测单元202根据反馈电压产生电压检测信号。
本实用新型实施例提供的控制芯片,可以通过电压反馈引脚实现功能设定单元和电压检测单元的功能,在现有功能引脚的基础上,新增功能设定单元的功能,由此进一步拓展芯片引脚的功能,单个引脚可以实现多种功能,避免增加芯片引脚,从而降低芯片成本。
在一种优选的实施方式中,如图2所示,电压检测单元202可以包括正电压检测单元2021和/或负电压检测单元2022;
正电压检测单元2021,根据反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;
负电压检测单元2022,根据反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
在具体实施中,如图3所示,控制芯片200还可以包括驱动单元205和驱动引脚DR,其中,驱动单元205的输入端与正电压检测单元2021的输出端连接,输入正电压检测信号Vs_P,并基于正电压检测信号Vs_P和预设基准电压产生驱动信号,并将驱动信号通过驱动引脚DR输出。
从图3中可以看出,预设基准电压可以包括第一预设基准电压Vref1和第二预设基准电压Vref2,驱动单元205可以包括误差放大器2051、比较器2052以及驱动电路2053,其中,误差放大器2051的反向输入端与正电压检测单元2021的输出端连接,误差放大器2051的正向输入端连接电压值为第一预设基准电压Vref1的电压源,误差放大器2051的输出端与比较器2052的正向输入端连接,比较器2052的反向输入端与电压值为第二预设基准电压Vref2的电压源连接。
在实施时,误差放大器2051接收正电压检测信号Vs_P,将正电压检测信号Vs_P与第一预设基准电压Vref1比较,输出误差放大信号Vcomp,比较器2052将误差放大信号Vcomp与第二预设基准电压Vref2比较,产生第二比较信号Vg。
其中,第一预设基准电压Vref1可以为直流电压信号,第二预设基准电压Vref2可以为锯齿波信号。
驱动电路2053的输入端输入第二比较信号Vg,根据第二比较信号Vg,生成驱动信号,并将驱动信号通过驱动引脚DR输出。
在一种优选的实施方式中,如图3所示,控制芯片200还可以包括采样引脚CS和信号锁存单元207,采样引脚CS接收表征与驱动引脚DR连接的被驱动对象的电流以获得电流采样信号Vcs,信号锁存单元207与采样引脚CS和负电压检测单元2022连接,对负电压检测单元2022输出的钳位电压信号和采样引脚CS输出的电流采样信号相加所得的峰值信号进行锁存。
需要说明的是,被驱动对象可以为开关管,电流采样信号表征流过开关管的电流信号。
控制芯片200还可以包括电压比较单元和使能控制单元,如图3所示,使能控制单元208与电压比较单元204、驱动单元205、功能设定单元201、正电压检测单元2021以及信号锁存单元207连接,基于第一比较信号Vcm和第二比较信号Vg,生成控制功能设定单元201的第一使能信号EN1、控制正电压检测单元2021的第二使能信号EN2和控制信号锁存单元207的第三使能信号EN3。
当第一使能信号EN1有效时,第二使能信号EN2和第三使能信号EN3无效,功能设定单元201正常工作;当第二使能信号EN2有效时,第一使能信号EN1和第三使能信号EN3无效,正电压检测电路2021正常工作;当第三使能信号EN3有效时,第一使能信号EN1和第二使能信号EN2无效,信号锁存单元207正常工作。
在优选的实施例中,在上电启动时,第一使能信号EN1有效,进行功能设定,在启动后的每个控制周期,第二使能信号EN2和第三使能信号EN3间隔有效。
在实施中,如图3所示,信号锁存单元207可以包括加法器2071和峰值保持电路2072,其中,加法器2071的第一输入端与负电压检测单元2022连接,加法器2071的第二输入端与采样引脚CS连接,加法器2071的输出端与峰值保持电路2072连接;峰值保持电路2072,在第三使能信号EN3的控制下,对加法器2071输出的峰值信号进行锁存。
在实施时,加法器2071的第一输入端接收负电压检测单元2022输出的钳位电压信号Vs_N,加法器2071的第二输入端与采样引脚CS相连,接收电流采样信号Vcs。加法器2071的输出端与峰值保持电路2072相连,加法器2071将钳位电压信号Vs_N与电流采样信号Vcs相加后,输出至峰值保持电路2072,峰值保持电路2072,在第三使能信号EN3的控制下,对钳位电压信号Vs_N与电流采样信号Vcs相加后的信号进行锁存。
本实用新型提供的控制芯片200,还可以包括与功能设定单元201连接的温度保护单元209,如图3所示,温度保护单元209,根据功能设定信号Vs_B产生温度保护阈值电压,并输出过温保护信号OTP。
本实用新型不限于此,控制芯片还可以包括与功能设定单元201连接的过压保护单元和欠压保护单元,过压保护单元和欠压保护单元根据功能设定信号设置过压保护阈值和欠压保护阈值,实现欠压和过压保护。基于上述对控制芯片200的介绍,下面对控制芯片200中的功能设定单元201、正电压检测单元2021、负电压检测单元2022和电压比较单元204的具体结构进行介绍。
一、功能设定单元201
功能设定单元201包括:偏置电流源、设定开关、锁存电路、输入端、输出端和使能端,其中,偏置电流源的正端与设定开关的第一端连接,偏置电流源的负端与控制芯片200的供电电源连接,用于产生偏置电流,设定开关的第二端作为功能设定单元的输入端与电压反馈引脚FB连接,设定开关的控制端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的信号输入端与设定开关的第二端连接,锁存电路的使能端与功能设定单元的使能端连接,锁存电路的输出端作为功能设定单元的输出端,功能设定单元的输出端输出功能设定信号,功能设定单元的使能端接收控制功能设定单元的使能信号。
为了便于理解,下面给出功能设定单元201的结构的具体示例。图3为本实用新型实施例提供的一种功能设定单元201的结构示意图。在图3中,功能设定单元201包括偏置电流源2011、设定开关S1、锁存电路2012、输入端A、输出端B和使能端C。
偏置电流源2011的正端与设定开关S1的第一端连接,偏置电流源2011的负端与控制芯片的供电电源VCC连接,设定开关S1的第二端作为功能设定单元201的输入端与电压反馈引脚FB连接,设定开关S1的控制端与功能设定单元201的使能端连接,锁存电路2012的信号输入端与设定开关S1的第二端连接,锁存电路2012的使能端与功能设定单元201的使能端连接,锁存电路2012的输出端作为功能设定单元201的输出端,功能设定单元201的输出端输出功能设定信号Vs_B,功能设定单元201的使能端与使能控制单元208连接,接收第一使能信号EN1。
具体的,当锁存电路2012的使能端与功能设定单元201的使能端处的使能信号有效时,设定开关S1导通,偏置电流源2011产生偏置电流Ipreset,并从电压反馈引脚FB流出,在电压反馈引脚FB上形成相应的偏置电压,锁存电路2012对偏置电压进行锁存,作为功能设定信号Vs_B,并输出至温度保护单元209。
二、正电压检测单元2021
正电压检测单元2021包括:输入端、输出端和使能端,其中,正电压检测单元2021的输入端与电压反馈引脚FB连接,正电压检测单元2021的输出端与驱动单元205连接,正电压检测单元2021的使能端与使能控制单元208连接,接收第二使能信号EN2。
具体的,正电压检测单元2021的使能端的使能信号有效时,在该使能信号的控制下,锁存电压反馈引脚FB上的电压信号,作为正电压检测信号Vs_P,并从正电压检测单元2021的输出端输出至驱动单元205。
三、负电压检测单元2022
负电压检测单元2022包括:第一输出端、第二输出端、低压钳位电路和电流-电压转换电路,其中,低压钳位电路的电流输出端与电流-电压转换电路的电流输入端连接,电流-电压转换电路的电流输出端作为第一输出端,与电压反馈引脚FB连接,电流-电压转换电路的电压输出端作为第二输出端,输出钳位电压信号,其中:
当负电压检测单元2022的输入端输入限制后的反馈电压时,通过低压钳位电路将电压反馈引脚FB的电压钳位至预设的固定钳位电压,并根据从电流-电压转换电路输出的钳位电流,输出负电压检测信号。
为了便于理解,下面给出负电压检测单元2022的结构的具体示例。在图3中,负电压检测单元2022包括:第一输出端D、第二输出端E、低压钳位电路20221和电流-电压转换电路20222,其中,低压钳位电路20221的电流输出端与电流-电压转换电路20222的电流输入端连接,电流-电压转换电路20222的电流输出端作为第一输出端,与电压反馈引脚FB连接,电流-电压转换电路20222的电压输出端作为第二输出端,与信号锁存单元207连接。
具体的,当低压钳位电路20221的电流输出端F的电压低于零电压时,将钳位电流Iclamp从低压钳位电路20221的电流输出端F流出,以维持低压钳位电路20221的电流输出端F的电压等于零电压,电流-电压转换电路20222将钳位电流Iclamp转换为电压信号,即钳位电压信号Vs_N,并输出。
四、电压比较单元204
电压比较单元204可以包括一个电压比较器,如图3所示,电压比较器的正向输入端与反馈引脚FB连接,电压比较器的负相输入端与电压值为第三预设电压的电源连接,电压比较器基于反馈电压和第三预设电压,产生第一比较信号。
上述是对本实用新型提供的一种控制芯片的介绍。基于同一构思,本实用新型还提供一种芯片引脚复用电路,如图4所示,为芯片引脚复用电路的结构示意图。在图4中,芯片引脚复用电路400包括依次连接的电压待测电路401、电压限制电路402和上述中任一项的控制芯片200,其中,
电压待测电路401的第一端与电压限制电路402的第一端连接,电压待测电路401的第二端与第一接地端连接,电压待测电路401的第一端输出待测电压信号VNt至电压限制电路402;
电压限制电路402的第二端与控制芯片200的电压反馈引脚FB连接,将对待测电压信号VNt进行分压处理后得到反馈电压输出至控制芯片200;
控制芯片200,包括电压反馈引脚、功能设定单元和电压检测单元,功能设定单元和电压检测单元均与电压反馈引脚连接;其中,
电压反馈引脚,接收反馈电压;
功能设定单元,提供偏置电流至电压反馈引脚,根据反馈电压产生功能设定信号;
电压检测单元包括正电压检测单元和/或负电压检测单元,其中,
正电压检测单元,根据反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;
负电压检测单元,根据反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
本实用新型提供的芯片引脚复用电路中的控制芯片,参照图3所示的控制芯片,此处不再重复赘述。
在一种具体的实施例中,电压限制电路402可以包括:上分压单元4021和下分压单元4022,其中,
上分压单元4021的第一端与电压待测电路401连接,接收待测电压信号VNt,上分压单元4021的第二端与下分压单元4022的第一端和电压反馈引脚FB连接,下分压单元4022的第二端与第一接地端连接。
在进行功能设定时(即第一使能信号EN1有效时),偏置电流经电压反馈引脚FB依次流向上分压单元4021、电压待测电路401以及第一接地端,同时经电压反馈引脚FB依次流向下分压单元4022和第一接地端。
在进行负电压检测时,偏置电流经电压反馈引脚FB依次流向上分压单元4021、电压待测电路401以及第一接地端。
其中,上分压单元可以包括:第一电阻、第二电阻和二极管,下分压单元可以包括:第三电阻。
本实用新型实施例给出了四种电压限制电路402的结构,下面分别进行举例说明。
结构一、
如图5所示,为电压限制电路的第一种结构示意图。
在图5中,电阻Ra1的第一端与二极管Da1的阴极相连,作为上分压单元的第一端,二极管Da1的阳极与电阻Ra2的第一端相连,电阻Ra1的第二端与电阻Ra2的第二端相连,作为上分压单元的第二端,并与电阻Ra3的第一端相连,电阻Ra3的第二端与第一接地端连接。
在具体的实施方式中,当功能设定单元201中的锁存电路2012的使能端的第一使能信号EN1有效时,设定开关S1导通,偏置电流源2011产生偏置电流Ipreset,偏置电流Ipreset的流向为:供电电源VCC->偏置电流源2011->电压反馈引脚FB->电阻Ra1->电压待测电路401->地,以及供电电源VCC->偏置电流源2011->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->二极管Da1->电压待测电路401->地,以及供电电源VCC->偏置电流源2011->电压反馈引脚FB->电阻Ra3->地。
当峰值保持电路2072处的第三使能信号EN3有效时,钳位电流Iclamp的流向为:低压钳位电路2031输出端->电流-电压转换电路2032的电流输入端->电流-电压转换电路2032的电流输出端->电压反馈引脚FB->电阻Ra1->电压待测电路401->地,以及低压钳位电路2031输出端->电流-电压转换电路2032的电流输入端->电流-电压转换电路2032的电流输出端->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->二极管Da1->电压待测电路401->地。
结构二、
如图6所示,为电压限制电路的第二种结构示意图。
在图6中,电阻Ra1的第一端与二极管Da1的阳极相连,作为上分压单元的第一端,二极管Da1的阴极与电阻Ra2的第一端相连,电阻Ra1的第二端与电阻Ra2的第二端相连,作为上分压单元的第二端,并与电阻Ra3的第一端相连,电阻Ra3的第二端与第一接地端连接。
结构三、
如图7所示,为电压限制电路的第三种结构示意图。
图7中,电阻Ra1的第一端与二极管Da1的阳极相连,作为上分压单元的第一端,电阻Ra1的第二端与二极管Da1的阴极相连,并与电阻Ra2的第一端相连,电阻Ra2的第二端与电阻Ra3的第一端相连,作为上分压单元的第二端,电阻Ra3的第二端与第一接地端连接。
结构四、
如图8所示,为电压限制电路的第四种结构示意图。
图8中,电阻Ra1的第一端与二极管Da1的阴极相连,作为上分压单元的第一端,电阻Ra1的第二端与二极管Da1的阳极相连,并与电阻Ra2的第一端相连,电阻Ra2的第二端与电阻Ra3的第一端相连,作为上分压单元的第二端,电阻Ra3的第二端与第一接地端连接。
在具体的实施方式中,当功能设定单元201中的锁存电路2012的使能端的第一使能信号EN1有效时,设定开关S1导通,偏置电流源2011产生偏置电流Ipreset,偏置电流Ipreset的流向为:供电电源VCC->偏置电流源1011->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->电阻Ra1->电压待测电路401->地,以及供电电源VCC->偏置电流源2011->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->二极管Da1->电压待测电路401->地,以及供电电源VCC->偏置电流源2011->电压反馈引脚FB->电阻Ra3->地。
当峰值保持电路2072处的第三使能信号EN3有效时,钳位电流Iclamp的流向为:低压钳位电路2031输出端->电流-电压转换电路2032的电流输入端->电流-电压转换电路2032的电流输出端->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->电阻Ra1->电压待测电路401->地,以及低压钳位电路2031输出端->电流-电压转换电路2032的电流输入端->电流-电压转换电路2032的电流输出端->电压反馈引脚FB->电阻Ra2->二极管Da1->电压待测电路401->地。
基于同一构思,本实用新型还提供一种开关电源,如图9所示,该开关电源包括:桥式整流电路BD1、输入电容Cin、变压器T1、开关管Q1、采样电阻Rcs、续流二极管DF1、输出电容Co、及如上述中任一项的芯片引脚复用电路,其中,
桥式整流电路BD1的交流输入端连接交流电源Vac,桥式整流电路BD1的输出正端与输入电容Cin的正极相连,桥式整流电路BD1的输出负端与输入电容Cin的负极相连,并与第一接地端连接,桥式整流电路BD1和输入电容Cin对交流电源产生的交流输入电压分别进行整流和滤波,产生母线电压Vbus;
变压器T1的原边绕组Np的异名端与输入电容Cin的正极相连,变压器T1的原边绕组Np的同名端与开关管Q1的第一功率端(漏极)相连,开关管Q1的第二功率端(源极)与采样电阻Rcs的第一端相连,采样电阻Rcs的第二端与第一接地端连接;
变压器T1的副边绕组Ns的同名端与续流二极管DF1的阳极相连,变压器T1的副边绕组Ns的异名端与输出电容Co的负极相连,并与第二接地端连接,续流二极管DF1的阴极与输出电容Co的正极相连,续流二极管DF1和输出电容Co分别对副边绕组Ns两端的电压进行整流和滤波产生输出电压Vo,负载Load与输出电容Co并联,接收所述输出电压Vo;
芯片引脚复用电路的电压待测电路401为变压器T1的辅助绕组Nt,芯片引脚复用电路中控制芯片的采样引脚CS与采样电阻Rcs的第一端相连,控制芯片的驱动引脚DR与开关管Q1的控制端(栅极)相连。
下面对本实用新型中涉及的参数的计算进行说明。
1、确定所述上分压单元的反向阻抗,即从所述上分压单元的第二端至所述上分压单元的第一端的阻抗,记为RHN。
其中,Nt为变压器T1的辅助绕组的线圈匝数,Np为变压器T1的原边绕组的线圈匝数,Lm为变压器T1原边绕组Np的电感量,Gm1为负电压检测单元中电流-电压转换电路的增益,Td为开关管Q1的关断延时,Rcs为采样电阻的阻值。
2、确定从控制芯片的电压反馈引脚FB到地的阻抗,记为Rall。
其中,Voffset为控制芯片进行功能设定所需的偏置电压值,Ipreset为功能设定单元中偏置电流源产生的偏置电流值。
3、确定第三电阻Ra3的阻值。
其中,RHN为上分压单元的反向阻抗,Rall为电压反馈引脚FB到地的阻抗。
4、确定所述上分压单元的正向阻抗,即从所述上分压单元的第一端至上分压单元的第二端的阻抗,记为RH_P。
其中,Vo为输出电容Co的两端电压,即输出电压,Vref1为控制单元中的第一预设基准电压。
5、根据上分压单元的正向阻抗RH_P和反向阻抗RHN,选择电压限制电路的结构:当RH_P>RHN时,选择上述中的第一种(图5中的电压限制电路的结构)或第四种(图8中的电压限制电路的结构)结构;当RH_P<RHN时,选择上述中第二种(图6中的电压限制电路的结构)或第三种(图7中的电压限制电路的结构)结构。
6、根据上分压单元的正向阻抗RH_P和反向阻抗RHN的阻值,及电压限制电路的结构,确定第一电阻Ra1和第二电阻Ra2的阻值。
当电压限制电路为第一种结构时,Ra1=RH_P,Ra2=RH_P*RHN/(RH_P-RHN);
当电压限制电路为第四种结构时,Ra2=RHN,Ra1=RH_P-RHN;
当电压限制电路为第二种结构时,Ra1=RHN,Ra2=RH_P*RHN/(RHN-RH_P);
当电压限制电路为第三种结构时,Ra2=RH_P,Ra1=RHN-RH_P。
下面对本实用新型的波形图进行说明。
图10示出本实用新型的一种开关电源的工作波形图。如图10所示,VNt为电压待测电路401的第一输出端输出的待测电压信号;VFB为反馈引脚FB输出的反馈电压;Vcm为电压比较单元204输出的第一比较信号;Vs_N为负电压检测单元2022输出的钳位电压信号;Vg为驱动单元基于正电压检测信号和预设基准电压产生的第二比较电压;VDR为驱动引脚DR输出的驱动信号;第一至第三使能信号,及第二比较信号Vg、驱动信号VDR高电平有效。
在t0时刻后的第一个第二比较信号Vg,为控制芯片200上电启动后的第一个第二比较信号。在t0时刻之前的一端时间内,即刚上电时,待测电压信号VNt为0,反馈电压VFB为0,控制芯片200使第一使能信号EN1有效,进行功能设定,控制功能设定单元根据反馈电压VFB产生功能设定信号,以使功能设定单元后级的电路可以根据功能设定信号实现不同的电路功能,例如过温保护功能、过压保护功能、欠压保护功能等;在之后的每个控制周期,在第二比较信号Vg为高电平期间,待测电压信号VNt小于0,负电压检测单元产生钳位电流至反馈引脚FB,负电压检测单元根据反馈电压VFB产生钳位电压信号Vs_N,在第二比较信号Vg的下降沿到来前一刻的一段时间内,控制芯片200使第三使能信号EN3有效,且第三使能信号EN3的下降沿和第二比较信号Vg的下降沿之间有一固定的延时时间Td,此时第二使能信号EN2和第一使能信号EN1无效,在第三使能信号EN3有效时,控制峰值保持电路对钳位信号Vs_N和电流采样信号之和进行保持;在第二比较信号Vg的下降沿和第一比较信号Vcm的下降沿之间的一段时间内,控制芯片200使所述第二使能信号EN2有效,控制正电压检测单元对反馈电压VFB进行检测产生正电压检测信号,根据正电压检测信号产生第二比较信号Vg以驱动与其相连的被驱动对象。本实用新型实施例中提供的系统结构和业务场景主要是为了解释本实用新型的技术方案的一些可能的实施方式,不应被解读为对本实用新型的技术方案的唯一性限定。本领域普通技术人员可以知晓,随着系统的演进,以及更新的业务场景的出现,本实用新型提供的技术方案对于相同或类似的技术问题仍然可以适用。
Claims (35)
1.一种控制芯片,其特征在于,包括:电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,所述功能设定单元和所述电压检测单元均与所述电压反馈引脚连接,复用所述电压反馈引脚;其中,
所述电压反馈引脚,接收反馈电压;
所述功能设定单元,提供偏置电流至所述电压反馈引脚,根据所述反馈电压产生功能设定信号;
所述电压检测单元根据所述反馈电压产生电压检测信号。
2.根据权利要求1所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括正电压检测单元,所述正电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号。
3.根据权利要求1所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括负电压检测单元,所述负电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
4.根据权利要求1所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括正电压检测单元和负电压检测单元,其中,所述正电压检测单元和负电压检测单元分别与所述电压反馈引脚连接,
所述正电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;所述负电压检测单元,根据所述反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
5.根据权利要求2或4所述的控制芯片,其特征在于,还包括:驱动单元和驱动引脚,其中:
所述驱动单元,与所述正电压检测单元和所述驱动引脚连接,基于所述正电压检测信号和预设基准电压产生驱动信号,并将所述驱动信号通过所述驱动引脚输出。
6.根据权利要求5所述的控制芯片,其特征在于,所述预设基准电压包括第一预设基准电压和第二预设基准电压;
所述驱动单元包括:误差放大器、比较器以及驱动电路,所述误差放大器的反向输入端与所述正电压检测单元的输出端连接,所述误差放大器的正向输入端连接电压值为所述第一预设基准电压的电压源,所述误差放大器的输出端与所述比较器的正向输入端连接,所述比较器的反向输入端与电压值为所述第二预设基准电压的电压源连接,所述比较器的输出端输出第二比较信号;所述驱动电路根据所述第二比较信号产生所述驱动信号。
7.根据权利要求5所述的控制芯片,其特征在于,还包括采样引脚和信号锁存单元,其中:
所述采样引脚,接收表征与所述驱动引脚连接的被驱动对象的电流的电流采样信号;
所述信号锁存单元,与所述采样引脚和所述负电压检测单元连接,对所述钳位电压信号和所述电流采样信号相加所得的峰值信号进行锁存。
8.根据权利要求7所述的控制芯片,其特征在于,还包括与所述反馈引脚连接的电压比较单元、分别与所述电压比较单元、所述驱动单元、所述功能设定单元、所述正电压检测单元以及所述信号锁存单元连接的使能控制单元;
所述电压比较单元,根据所述反馈电压产生第一比较信号;
所述使能控制单元,基于所述第一比较信号和所述第二比较信号,生成控制所述功能设定单元的第一使能信号、控制所述正电压检测单元的第二使能信号和控制所述信号锁存单元的第三使能信号。
9.根据权利要求1所述的控制芯片,其特征在于,还包括与所述功能设定单元连接的保护单元,所述保护单元,根据所述功能设定信号产生保护阈值电压,并输出保护信号。
10.根据权利要求9所述的控制芯片,其特征在于,所述保护单元包括温度保护单元、过压保护单元和欠压保护单元中的至少之一,
所述温度保护单元,根据所述功能设定信号产生温度保护阈值电压,并输出温度保护信号;
所述过压保护单元,根据所述功能设定信号产生过压保护阈值电压,并输出过压保护信号;
所述欠压保护单元,根据所述功能设定信号产生欠压保护阈值电压,并输出欠压保护信号。
11.根据权利要求8所述的控制芯片,其特征在于,所述功能设定单元,包括:偏置电流源、设定开关、锁存电路、输入端、输出端和使能端,其中,所述偏置电流源的正端与所述设定开关的第一端连接,所述偏置电流源的负端与所述控制芯片的供电电源连接,用于产生所述偏置电流,所述设定开关的第二端作为所述功能设定单元的输入端与所述电压反馈引脚连接,所述设定开关的控制端与所述功能设定单元的使能端连接,所述锁存电路的信号输入端与所述设定开关的第二端连接,所述锁存电路的使能端与所述功能设定单元的使能端连接,所述锁存电路的输出端作为所述功能设定单元的输出端,所述功能设定单元的输出端输出所述功能设定信号,所述功能设定单元的使能端接收控制所述功能设定单元的第一使能信号,其中:
在所述控制所述功能设定单元的第一使能信号的控制下,通过所述偏置电流源产生偏置电流后,所述锁存电路将所述反馈偏置电压进行锁存后,输出所述功能设定信号。
12.根据权利要求8所述的控制芯片,其特征在于,所述正电压检测单元,包括:输入端、输出端和使能端,其中,所述正电压检测单元的输入端与所述电压反馈引脚连接,所述正电压检测单元的输出端输出所述正电压检测信号,所述正电压检测单元的使能端接收控制所述正电压检测单元的第二使能信号,其中:
在所述控制所述正电压检测单元的第二使能信号的控制下,当所述正电压检测单元的输入端输入限制后的正电压信号时,输出正电压检测信号。
13.根据权利要求8所述的控制芯片,其特征在于,所述信号锁存单元,包括:加法器和峰值保持电路,其中,所述加法器的第一输入端与所述负电压检测单元连接,所述加法器的第二输入端与所述采样引脚连接,所述加法器的输出端与所述峰值保持电路连接;
所述峰值保持电路,在所述第三使能信号的控制下,对所述加法器输出的峰值信号进行锁存。
14.根据权利要求1所述的控制芯片,其特征在于,所述负电压检测单元,包括:第一输出端、第二输出端、低压钳位电路和电流-电压转换电路,其中,所述低压钳位电路的电流输出端与所述电流-电压转换电路的电流输入端连接,所述电流-电压转换电路的电流输出端作为所述第一输出端,与所述电压反馈引脚连接,所述电流-电压转换电路的电压输出端作为所述第二输出端,输出所述钳位电压信号,其中:
当所述负电压检测单元的输入端输入限制后的负电压信号时,通过低压钳位电路将所述电压反馈引脚的电压钳位至预设的固定钳位电压,并根据从所述电流-电压转换电路输出的钳位电流,输出负电压检测信号。
15.一种芯片引脚复用电路,其特征在于,包括:依次连接的电压待测电路、电压限制电路和控制芯片,其中,
所述电压待测电路的第一端与所述电压限制电路的第一端连接,所述电压待测电路的第二端接第一接地端,输出待测电压信号至所述电压限制电路;
所述电压限制电路的第二端与所述控制芯片的电压反馈引脚连接,对所述待测电压信号进行分压处理后得到反馈电压并输出至所述控制芯片;
所述控制芯片,包括电压反馈引脚、功能设定单元以及电压检测单元,所述功能设定单元和所述电压检测单元均与所述电压反馈引脚连接,复用所述电压反馈引脚;其中,
所述电压反馈引脚,接收反馈电压;
所述功能设定单元,提供偏置电流至所述电压反馈引脚,根据所述反馈电压产生功能设定信号;
所述电压检测单元根据所述反馈电压产生电压检测信号。
16.根据权利要求15所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括正电压检测单元,所述正电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号。
17.根据权利要求15所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括负电压检测单元,所述负电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
18.根据权利要求15所述的控制芯片,其特征在于,
所述电压检测单元包括正电压检测单元和负电压检测单元,其中,所述正电压检测单元和负电压检测单元分别与所述电压反馈引脚连接,
所述正电压检测单元根据所述反馈电压产生表征输出电压的正电压检测信号;所述负电压检测单元,根据所述反馈电压产生表征输入电压的钳位电压信号。
19.根据权利要求16或18所述的电路,其特征在于,所述控制芯片还包括:驱动单元和驱动引脚,其中:
所述驱动单元,与所述正电压检测单元和所述驱动引脚连接,基于所述正电压检测信号和预设基准电压产生驱动信号,并将所述驱动信号通过所述驱动引脚输出。
20.根据权利要求19所述的电路,其特征在于,所述预设基准电压包括第一预设基准电压和第二预设基准电压;
所述驱动单元包括:误差放大器、比较器以及驱动电路,所述误差放大器的反向输入端与所述正电压检测单元的输出端连接,所述误差放大器的正向输入端连接电压值为所述第一预设基准电压的电压源,所述误差放大器的输出端与所述比较器的正向输入端连接,所述比较器的反向输入端与电压值为所述第二预设基准电压的电压源连接,所述比较器的输出端输出第二比较信号;所述驱动电路根据所述第二比较信号产生所述驱动信号。
21.根据权利要求19所述的电路,其特征在于,所述控制芯片还包括采样引脚和信号锁存单元,其中:
所述采样引脚,接收表征与所述驱动引脚连接的被驱动对象的电流的电流采样信号;
所述信号锁存单元,与所述采样引脚和所述负电压检测单元连接,对所述钳位电压信号和所述电流采样信号相加所得的峰值信号进行锁存。
22.根据权利要求21所述的电路,其特征在于,所述控制芯片还包括与所述反馈引脚连接的电压比较单元、与所述电压比较单元、所述驱动单元、所述功能设定单元、所述正电压检测单元以及所述信号锁存单元连接的使能控制单元;
所述电压比较单元,根据所述反馈电压产生第一比较信号;
所述使能控制单元,基于所述第一比较信号和所述第二比较信号,生成控制所述功能设定单元的第一使能信号、控制所述正电压检测单元的第二使能信号和控制所述信号锁存单元的第三使能信号。
23.根据权利要求15所述的电路,其特征在于,所述控制芯片还包括与所述功能设定单元连接的保护单元,所述保护单元,根据所述功能设定信号产生保护阈值电压,并输出保护信号。
24.根据权利要求23所述的电路,其特征在于,所述保护单元包括温度保护单元、过压保护单元和欠压保护单元中的至少之一,
所述温度保护单元,根据所述功能设定信号产生温度保护阈值电压,并输出过温保护信号;
所述过压保护单元,根据所述功能设定信号产生过压保护阈值电压,并输出过压保护信号;
所述欠压保护单元,根据所述功能设定信号产生欠压保护阈值电压,并输出欠压保护信号。
25.根据权利要求22所述的电路,其特征在于,所述功能设定单元,包括:偏置电流源、设定开关、锁存电路、输入端、输出端和使能端,其中,所述偏置电流源的正端与所述设定开关的第一端连接,所述偏置电流源的负端与所述控制芯片的供电电源连接,用于产生所述偏置电流,所述设定开关的第二端作为所述功能设定单元的输入端与所述电压反馈引脚连接,所述设定开关的控制端与所述功能设定单元的使能端连接,所述锁存电路的信号输入端与所述设定开关的第二端连接,所述锁存电路的使能端与所述功能设定单元的使能端连接,所述锁存电路的输出端作为所述功能设定单元的输出端,所述功能设定单元的输出端输出所述功能设定信号,所述功能设定单元的使能端接收控制所述功能设定单元的第一使能信号,其中:
在所述控制所述功能设定单元的第一使能信号的控制下,通过所述偏置电流源产生偏置电流后,所述锁存电路将所述反馈偏置电压进行锁存后,输出所述功能设定信号。
26.根据权利要求22所述的电路,其特征在于,所述正电压检测单元,包括:输入端、输出端和使能端,其中,所述正电压检测单元的输入端与所述电压反馈引脚连接,所述正电压检测单元的输出端输出所述正电压检测信号,所述正电压检测单元的使能端接收控制所述正电压检测单元的第二使能信号,其中:
在所述控制所述正电压检测单元的第二使能信号的控制下,当所述正电压检测单元的输入端输入限制后的正电压信号时,输出正电压检测信号。
27.根据权利要求22所述的电路,其特征在于,所述信号锁存单元,包括:加法器和峰值保持电路,其中,所述加法器的第一输入端与所述负电压检测单元连接,所述加法器的第二输入端与所述采样引脚连接,所述加法器的输出端与所述峰值保持电路连接;
所述峰值保持电路,在所述第三使能信号的控制下,对所述加法器输出的峰值信号进行锁存。
28.根据权利要求15所述的电路,其特征在于,所述负电压检测单元,包括:第一输出端、第二输出端、低压钳位电路和电流-电压转换电路,其中,所述低压钳位电路的电流输出端与所述电流-电压转换电路的电流输入端连接,所述电流-电压转换电路的电流输出端作为所述第一输出端,与所述电压反馈引脚连接,所述电流-电压转换电路的电压输出端作为所述第二输出端,输出所述钳位电压信号,其中:
当所述负电压检测单元的输入端输入限制后的负电压信号时,通过低压钳位电路将所述电压反馈引脚的电压钳位至预设的固定钳位电压,并根据从所述电流-电压转换电路输出的钳位电流,输出负电压检测信号。
29.根据权利要求15所述的电路,其特征在于,所述电压限制电路,包括:上分压单元和下分压单元,其中,
所述上分压单元的第一端与所述电压待测电路连接,所述上分压单元的第二端与所述下分压单元的第一端和所述电压反馈引脚连接,所述下分压单元的第二端与所述第一接地端连接;
所述功能设定单元在进行功能设定时,偏置电流经所述电压反馈引脚流向所述上分压单元、所述电压待测电路,并经所述电压反馈引脚依次流向所述下分压单元和所述第一接地端;
所述负电压检测单元在进行负电压检测时,钳位电流经所述电压反馈引脚流向所述上分压单元和所述电压待测电路。
30.根据权利要求29所述的电路,其特征在于,所述上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,所述下分压单元,包括:第三电阻,其中,
所述第一电阻的第一端与所述二极管的阴极相连,作为所述上分压单元的第一端,所述二极管的阳极与所述第二电阻的第一端相连,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端相连,作为所述上分压单元的第二端,并与所述第三电阻的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述第一接地端连接。
31.根据权利要求29所述的电路,其特征在于,所述上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,所述下分压单元,包括:第三电阻,其中,
所述第一电阻的第一端与所述二极管的阳极相连,作为所述上分压单元的第一端,所述二极管的阴极与所述第二电阻的第一端相连,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端相连,作为所述上分压单元的第二端,并与所述第三电阻的第一端相连,所述第三电阻的第二端与所述第一接地端连接。
32.根据权利要求29所述的电路,其特征在于,所述上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,所述下分压单元,包括:第三电阻,其中,
所述第一电阻的第一端与所述二极管的阳极相连,作为所述上分压单元的第一端,所述第一电阻的第二端与所述二极管的阴极相连,并与所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连,作为所述上分压单元的第二端,所述第三电阻的第二端与所述第一接地端连接。
33.根据权利要求29所述的电路,其特征在于,所述上分压单元,包括:第一电阻、第二电阻和二极管,所述下分压单元,包括:第三电阻,其中,
所述第一电阻的第一端与所述二极管的阴极相连,作为所述上分压单元的第一端,所述第一电阻的第二端与所述二极管的阳极相连,并与所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连,作为所述上分压单元的第二端,所述第三电阻的第二端与所述第一接地端连接。
34.一种开关电源,其特征在于,包括:功率转换单元和如权利要求15-33任一所述的芯片引脚复用电路,其中,
所述功率转换单元用于将输入电压转成直流输出电压,以向负载供电,所述功率转换单元包括变压器,所述变压器包括原边绕组,所述芯片引脚复用电路中的电压待测电路与所述原边绕组耦合,输出待测电压信号。
35.根据权利要求34所述的开关电源,其特征在于,所述开关电源还包括桥式整流电路、输入电容以及采样电阻,所述功率转换单元还包括开关管、续流二极管以及输出电容,所述变压器还包括副边绕组和辅助绕组,其中:
所述桥式整流电路的交流输入端接收输入电压,所述桥式整流电路的输出正端与所述输入电容的正极相连,所述桥式整流电路的输出负端与所述输入电容的负极相连,并与第一接地端连接;
所述变压器的原边绕组的异名端与所述输入电容的正极相连,所述变压器原边绕组的同名端与所述开关管的第一功率端相连,所述开关管的第二功率端与所述采样电阻的第一端相连,所述采样电阻的第二端与所述第一接地端连接;
所述变压器的副边绕组的同名端与所述续流二极管的阳极相连,所述变压器副边绕组的异名端与所述输出电容的负极相连,并与第二接地端连接,所述续流二极管的阴极与所述输出电容的正极相连,所述负载与所述输出电容并联;
所述芯片引脚复用电路的电压待测电路为所述变压器的辅助绕组,所述芯片引脚复用电路中控制芯片的采样引脚与所述采样电阻的第一端相连,所述控制芯片的驱动引脚与所述开关管的控制端相连。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202023042110.4U CN214154329U (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202023042110.4U CN214154329U (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN214154329U true CN214154329U (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77587753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202023042110.4U Active CN214154329U (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN214154329U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117147950A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 广东科信电子有限公司 | 一种芯片供电电压自动检测电路 |
-
2020
- 2020-12-15 CN CN202023042110.4U patent/CN214154329U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117147950A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 广东科信电子有限公司 | 一种芯片供电电压自动检测电路 |
CN117147950B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-09 | 广东科信电子有限公司 | 一种芯片供电电压自动检测电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3414821B1 (en) | Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods | |
US6788557B2 (en) | Single conversion power converter with hold-up time | |
US8891258B2 (en) | Switch mode power supply and control method thereof | |
US20050219871A1 (en) | Piecewise on-time modulation apparatus and method for a power factor corrector | |
EP3414824B1 (en) | Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods | |
US6295214B1 (en) | Switching power supply unit | |
US11664735B2 (en) | Isolated power supply and control circuit thereof | |
CN110445397B (zh) | 同步整流器驱动和软开关电路 | |
JP4104868B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US9755527B2 (en) | Switching power supply device | |
US11990843B2 (en) | Methods and circuits for sensing isolated power converter output voltage across the isolation barrier | |
TWI551021B (zh) | 返馳式電源轉換器及其控制方法 | |
CN113725820B (zh) | 反激变换器的过功率保护方法、保护电路及反激变换器 | |
US20220045616A1 (en) | Systems and methods for voltage compensation based on load conditions in power converters | |
EP3547521A1 (en) | Controller for a switching resonant converter and control method | |
US6529390B2 (en) | Switching power supply circuit | |
CN106953508B (zh) | 总谐波失真优化电路、方法、驱动控制器及开关电源系统 | |
CN214154329U (zh) | 一种控制芯片、芯片引脚复用电路以及开关电源 | |
TW201933750A (zh) | 用於電源轉換器之耐輻射類比鎖存峰值電流模式控制 | |
CN112217394A (zh) | 谐振功率变换器以及其工作频率的校准装置和方法 | |
CN113036722B (zh) | 电压转换装置 | |
CN116032102B (zh) | 电源系统的控制电路和控制方法 | |
CN115473415A (zh) | 隔离式开关变换器及其控制器和控制方法 | |
CN116722720B (zh) | 一种辅助电路、电源系统和电子装置 | |
TWI443947B (zh) | An off-line AC-DC control circuit and a conversion circuit including the control circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |