CN219351523U - 一种开关电源控制电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源控制电路，包括第一分压电路、第一开关电路、第二分压电路、第二开关电路和第三分压电路；当所述控制信号Ctrl为高电平或悬空时，所述第一开关电路导通，所述第二开关电路截止，所述第二开关电路的第二输出端无信号输出，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin无供电电压，所述开关电源控制芯片处于关机状态；当所述控制信号Ctrl为低电平或接地时，所述第一开关电路截止，所述第二开关电路导通，所述第二开关电路的第二输出端输出高电平信号，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin有供电电压，所述开关电源控制芯片处于开机状态。本实用新型通过控制开关电源控制芯片供电引脚的供电状态，以降低开关电源的待机损耗。

Description

一种开关电源控制电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种开关电源控制电路。

背景技术

开关电源以其体积小、重量轻、调压范围宽等优点在电子设备中的应用越来越广泛。而远程逻辑控制以其无需关断电网供电电压即可远程控制开关电源开关机的特点，受到业界越来越多的关注。但是由于目前常规的远程逻辑控制一般在控制开关电源关机时，开关电源控制芯片处于待机或休眠状态，即控制芯片的供电引脚仍处于接通状态，由此会增加开关电源的待机损耗，降低开关电源的转换效率。以TI公司的开关电源控制芯片LM5036为例，其广泛应用于半桥电源及全桥电源的设计，在采用远程逻辑控制时，常规技术方案是通过对该电源控制芯片的欠压保护引脚动作，从而使开关电源关机，但在该状态下，由于控制芯片的供电引脚仍处于接通状态，即控制芯片处于待机模式，待机损耗实测约为800mW，若长时间处于该状态，控制芯片的待机损耗增大，进而开关电源的待机损耗将增大，开关电源的转换效率降低；与此同时也会造成电源局部器件发热，减短器件的使用寿命，从而影响开关电源的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种开关电源控制电路，用于控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，以实现当采用远程逻辑控制开关电源关机时，关断开关电源控制芯片供电引脚Vin，降低开关电源的待机损耗，提高开关电源转换效率。

作为第一个方面，本实用新型提供的开关电源控制电路技术方案如下：

一种开关电源控制电路，包括第一分压电路、第一开关电路、第二分压电路、第二开关电路和第三分压电路；

所述第一分压电路的分压点与所述第一开关电路的控制端连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述第一分压电路的一端、所述第二分压电路的一端、所述第二开关电路的输入端与所述第三分压电路的一端连接在一起，用于输入供电电压Vi，所述第二分压电路的另一端连接所述第一开关电路的一端，所述第二分压电路的分压点连接所述第二开关电路的控制端，所述第二开关电路的第一输出端、所述第一分压电路的另一端、所述第一开关电路的另一端与所述第三分压电路的另一端连接在一起用于接地GND，所述第二开关电路的第二输出端用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述第三分压电路的分压点用于连接开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，所述欠压保护引脚UVLO用于当开关电源控制芯片供电引脚Vin的输入电压低于正常工作所需电压时使开关电源控制芯片停止工作；

其中，当所述控制信号Ctrl为高电平或悬空时，所述第一开关电路导通，所述第二开关电路截止，所述第二开关电路的第二输出端无信号输出，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin无供电电压，所述开关电源控制芯片处于关机状态；当所述控制信号Ctrl为低电平或接地GND时，所述第一开关电路截止，所述第二开关电路导通，所述第二开关电路的第二输出端输出高电平信号，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin有供电电压，所述开关电源控制芯片处于开机状态。

进一步地，所述第一分压电路包括电阻R12和电阻R13，所述电阻R13的一端为所述第一分压电路的一端，所述电阻R13的另一端与所述电阻R12的一端连接在一起作为所述第一分压电路的分压点，所述电阻R12的另一端为所述第一分压电路的另一端。

进一步地，所述第一开关电路包括NPN型三极管Q11和稳压管Z11，所述三极管Q11集电极为所述第一开关电路的一端、基极为所述第一开关电路的控制端、发射极连接所述稳压管Z11的阴极，所述稳压管Z11的阳极为所述第一开关电路的另一端，所述稳压管Z11的用于防止所述三极管Q1的误触发。

进一步地，所述第一开关电路包括N型MOS管TR11，所述MOS管TR11的漏极为所述第一开关电路的一端、栅极为所述第一开关电路的控制端、源极为所述第一开关电路的另一端。

进一步地，所述第二分压电路包括电阻R14和电阻R15，所述电阻R15的一端为所述第二分压电路的一端，所述电阻R15的另一端与所述电阻R14的一端连接在一起作为所述第二分压电路的分压点，所述电阻R14的另一端为所述第二分压电路的另一端。

进一步地，所述第二开关电路包括三极管Q12、三极管Q13和电阻R16，所述三极管Q12和所述三极管Q13为PNP型三极管，所述三极管Q12的基极为所述第二开关电路的控制端，所述三极管Q12的发射极与所述三极管Q13的发射极连接在一起作为所述第二开关电路的输入端，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端作为所述第二开关电路的第一输出端，所述三极管Q13的集电极为所述第二开关电路的第二输出端。

进一步地，所述第三分压电路包括电阻R17和电阻R18，所述电阻R17的一端为所述第三分压电路的一端，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端连接在一起作为所述第三分压电路的分压点，所述电阻R18的另一端为所述第三分压电路的另一端用于接地GND。

进一步地，开关电源控制电路还包括ESD抑制单元，所述ESD抑制单元包括限流电阻R11、去耦电容C11、静电管T11，所述限流电阻R11的一端连接所述静电管T11阴极，用于连接所述控制信号Ctrl，所述静电管T11阳极连接所述去耦电容C11的一端用于接地，所述电阻R11的另一端连接所述去耦电容C11的另一端和所述第一分压电路的分压点；其中，所述限流电阻R11既用于ESD防护也参与远程逻辑控制开关电源开启及关断电压的参数设计。

一种开关电源控制电路，用于控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、NPN型三极管Q11、稳压管Z11、第一PNP型三极管Q12、第二PNP型三极管Q13、电阻R16、电阻R17和电阻R18；

所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端和所述三极管Q11的基极连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述三极管Q11的发射极连接所述稳压管Z11的阴极，所述三极管Q11的集电极连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接所述电阻R15的一端和所述三极管Q12的基极，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述三极管Q13的集电极用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述电阻R17的一端连接所述电阻R18的一端用于连接所述开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，所述电阻R13的另一端、所述电阻R15的另一端、所述三极管Q12的发射极、所述三极管Q13的发射极和所述电阻R17的另一端连接在一起用于输入供电电压Vi，所述电阻R12的另一端、所述稳压管Z11的阳极、所述电阻R16的另一端和所述电阻R18的另一端连接在一起用于接地GND。

一种开关电源控制电路，用于控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、N型MOS管TR11、第一PNP型三极管Q12、第二PNP型三极管Q13、电阻R16、电阻R17和电阻R18；

所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端和所述MOS管TR11的栅极连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述MOS管TR11的漏极连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接所述电阻R15的一端和所述三极管Q12的基极，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述三极管Q13的集电极用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述电阻R17的一端连接所述电阻R18的一端用于连接所述开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，所述电阻R13的另一端、所述电阻R15的另一端、所述三极管Q12的发射极、所述三极管Q13的发射极和所述电阻R17的另一端连接在一起用于输入供电电压Vi，所述电阻R12的另一端、所述MOS管TR11的源极、所述电阻R16的另一端和所述电阻R18的另一端连接在一起用于接地GND。

进一步地，所述开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO输入端还受控于控制信号Uvlo，所述控制信号Uvlo受控于控制信号Ctrl，其中，当所述Ctrl悬空或为高电平时，所述控制信号Uvlo为低电平，从而所述UVLO输入信号为低电平；当所述Ctrl接地或为低电平时，所述控制信号Uvlo为高电平，所述UVLO输入信号不受所述Ctrl控制。

进一步地，所述控制信号Ctrl的低电平为自定义的低电压信号范围，所述控制信号Ctrl的高电平为自定义的高电压信号范围。

进一步地，在使用远程逻辑控制功能时，为保证芯片逻辑正确性，所述开关电源控制芯片供电引脚输入信号先于所述控制信号Uvlo建立，所述开关电源控制芯片供电引脚输入信号后于所述控制信号Uvlo撤销。

作为第二个方面，本实用新型提供的开关电源控制电路技术方案如下：

一种开关电源，包括以上第一个方面中任一项所述控制电路。

本申请的工作原理将结合具体的实施例进行描述，在这里不进行赘述，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型利用开关电源控制电路中的开关电路控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，以使开关电源控制芯片的供电引脚在控制信号Ctrl为高电平或悬空时无输入信号，实现对开关电源控制芯片的关机控制，进而降低开关电源的待机损耗，提高开关电源的工作效率，与此同时，还可进一步减少开关电源由于损耗导致的局部发热从而引起的使用寿命降低的问题；

2、本实用新型的开关电源控制电路结构简单、成本低且易于实现。

附图说明

图1为本实用新型开关电源控制电路的功能框图；

图2为本实用新型开关电源控制电路的第一实施例原理图；

图3为本实用新型开关电源控制电路的第一实施例工作时序图；

图4为本实用新型开关电源控制电路的第二实施例原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型开关电源控制电路的功能框图，开关电源控制电路包括第一分压电路、第一开关电路、第二分压电路、第二开关电路和第三分压电路；第一分压电路的分压点与第一开关电路的控制端连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，第一分压电路的一端、第二分压电路的一端、第二开关电路的输入端与第三分压电路的一端连接在一起，用于输入供电电压Vi，第二分压电路的另一端连接第一开关电路的一端，第二分压电路的分压点连接第二开关电路的控制端，第二开关电路的第一输出端、第一分压电路的另一端、第一开关电路的另一端与第三分压电路的另一端连接在一起用于接地GND，第二开关电路的第二输出端用于连接开关电源控制芯片的供电引脚Vin，第三分压电路的分压点用于连接开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO还受控于控制信号Uvlo；其中，当控制信号Ctrl为高电平或悬空时，第一开关电路导通，第二开关电路截止，第二开关电路的第二输出端无信号输出，进而开关电源控制芯片供电引脚Vin无供电电压，开关电源控制芯片处于关机状态；当控制信号Ctrl为低电平或接地GND时，第一开关电路截止，第二开关电路导通，第二开关电路的第二输出端输出高电平信号，进而开关电源控制芯片供电引脚Vin有供电电压，开关电源控制芯片处于开机状态。

第一实施例

图2为本实用新型开关电源控制电路的第一实施例原理图，开关电源控制电路包括第一限流电阻R11、静电管T11、去耦电容C11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、NPN型三极管Q11、稳压管Z11、第一PNP型三极管Q12、第二PNP型三极管Q13、电阻R16、电阻R17、电阻R18和去耦电容C12；

电阻R11的一端连接静电管T11的阴极用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，电阻R11的另一端连接电容C11的一端、电阻R12的一端、电阻R13的一端和三极管Q11的基极，三极管Q11的发射极连接稳压管Z11的阴极，三极管Q11的集电极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接电阻R15的一端和三极管Q12的基极，三极管Q12的集电极连接三极管Q13的基极和电阻R16的一端，三极管Q13的集电极连接开关电源控制芯片的供电引脚Vin，电阻R17的一端连接电阻R18的一端、去耦电容C12的一端和开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，电阻R13的另一端、电阻R15的另一端、三极管Q12的发射极、三极管Q13的发射极和电阻R17的另一端连接在一起用于输入供电电压Vi，静电管T11的阳极、电容C11的另一端、电阻R12的另一端、稳压管Z11的阳极、电阻R16的另一端、电阻R18的另一端和去耦电容C12的另一端连接在一起用于接地GND。

图3为本实用新型开关电源控制电路的第一实施例工作时序图，结合图2和图3可知第一实施例的工作原理时序如下：

图3中的Ctrl为控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号，Uvlo为控制开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO的控制信号，Vin_1为开关电源控制芯片供电引脚的输入端信号；在T1时间段内，控制信号Ctrl为高电平且

大于等于三极管Q11基极的工作电流时，或控制信号Ctrl悬空且/>

大于等于三极管Q11基极的工作电流时，Uvlo被拉至低电平，三极管Q11导通，三极管Q12导通，三极管Q13关断，三极管Q13的集电极无信号输出，Vin_1为低电平，开关电源控制芯片处于关机状态，降低了开关电源待机损耗，提高了开关电源的工作效率，其中，在Uvlo被拉至低电平并经设定的死区延时后，Vin_1被拉至低电平；在T2时间段内，控制信号Ctrl为低电平且/>

小于三极管Q11基极的工作电流时，或控制信号Ctrl接地且/>

小于三极管Q11基极的工作电流时，三极管Q11关断，三极管Q12关断，三极管Q13导通，三极管Q13的集电极输出高电平信号至开关电源控制芯片的供电引脚Vin，即Vin_1为高电平，经设定的死区延时后，UVLO引脚被抬高至工作电平，开关电源控制芯片处于开机状态；其中，V1为电阻R13的一端与电阻R12一端的连接点处电压，信号的低电平为自定义的低电压信号范围，如图3所示的Ctrl信号小于2V为低电平信号；信号的高电平为自定义的高电压信号范围，如图3所示的Ctrl信号大于2V为高电平信号。

通过样机实验可知，在相同实验条件下，当输入电压为48V时，采用本实用新型第一实施例的实测待机损耗约为46mW，远小于现有技术方案，解决了由于产品长期待机而导致的待机功耗大及局部器件发热的问题，从而提高了产品的工作效率及使用寿命。

第二实施例

图4为本实用新型开关电源控制电路的第二实施例原理图，与图2相比不同之处在于采用N型MOS管TR11替代NPN型三极管Q11和稳压管Z11，MOS管TR11的栅极连接电阻R11的另一端、漏极连接电阻R14的一端、源极接地GND。

图4电路的工作原理与图2电路的工作原理相似，在此不赘述。

以上仅是本实用新型的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述具体实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体控制方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种开关电源控制电路，其特征在于：包括第一分压电路、第一开关电路、第二分压电路、第二开关电路和第三分压电路；

所述第一分压电路的分压点与所述第一开关电路的控制端连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述第一分压电路的一端、所述第二分压电路的一端、所述第二开关电路的输入端与所述第三分压电路的一端连接在一起，用于输入供电电压Vi，所述第二分压电路的另一端连接所述第一开关电路的一端，所述第二分压电路的分压点连接所述第二开关电路的控制端，所述第二开关电路的第一输出端、所述第一分压电路的另一端、所述第一开关电路的另一端与所述第三分压电路的另一端连接在一起用于接地，所述第二开关电路的第二输出端用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述第三分压电路的分压点用于连接开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO；

其中，当所述控制信号Ctrl为高电平或悬空时，所述第一开关电路导通，所述第二开关电路截止，所述第二开关电路的第二输出端无信号输出，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin无供电电压，所述开关电源控制芯片处于关机状态；当所述控制信号Ctrl为低电平或接地时，所述第一开关电路截止，所述第二开关电路导通，所述第二开关电路的第二输出端输出高电平信号，进而所述开关电源控制芯片供电引脚Vin有供电电压，所述开关电源控制芯片处于开机状态。

2.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第一分压电路包括电阻R12和电阻R13，所述电阻R13的一端为所述第一分压电路的一端，所述电阻R13的另一端与所述电阻R12的一端连接在一起作为所述第一分压电路的分压点，所述电阻R12的另一端为所述第一分压电路的另一端。

3.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第一开关电路包括NPN型三极管Q11和稳压管Z11，所述三极管Q11集电极为所述第一开关电路的一端、基极为所述第一开关电路的控制端、发射极连接所述稳压管Z11的阴极，所述稳压管Z11的阳极为所述第一开关电路的另一端。

4.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第一开关电路包括N型MOS管TR11，所述MOS管TR11的漏极为所述第一开关电路的一端、栅极为所述第一开关电路的控制端、源极为所述第一开关电路的另一端。

5.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第二分压电路包括电阻R14和电阻R15，所述电阻R15的一端为所述第二分压电路的一端，所述电阻R15的另一端与所述电阻R14的一端连接在一起作为所述第二分压电路的分压点，所述电阻R14的另一端为所述第二分压电路的另一端。

6.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第二开关电路包括三极管Q12、三极管Q13和电阻R16，所述三极管Q12和所述三极管Q13为PNP型三极管，所述三极管Q12的基极为所述第二开关电路的控制端，所述三极管Q12的发射极与所述三极管Q13的发射极连接在一起作为所述第二开关电路的输入端，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述电阻R16的另一端作为所述第二开关电路的第一输出端，所述三极管Q13的集电极为所述第二开关电路的第二输出端。

7.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于：所述第三分压电路包括电阻R17和电阻R18，所述电阻R17的一端为所述第三分压电路的一端，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端连接在一起作为所述第三分压电路的分压点，所述电阻R18的另一端为所述第三分压电路的另一端用于接地。

8.一种开关电源控制电路，用于控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，其特征在于：包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、NPN型三极管Q11、稳压管Z11、第一PNP型三极管Q12、第二PNP型三极管Q13、电阻R16、电阻R17、分压电阻R18；

所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端和所述三极管Q11的基极连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述三极管Q11的发射极连接所述稳压管Z11的阴极，所述三极管Q11的集电极连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接所述电阻R15的一端和所述三极管Q12的基极，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述三极管Q13的集电极用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述电阻R17的一端连接所述电阻R18的一端用于连接所述开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，所述电阻R13的另一端、所述电阻R15的另一端、所述三极管Q12的发射极、所述三极管Q13的发射极和所述电阻R17的另一端连接在一起用于输入供电电压Vi，所述电阻R12的另一端、所述稳压管Z11的阳极、所述电阻R16的另一端和所述电阻R18的另一端连接在一起用于接地。

9.一种开关电源控制电路，用于控制开关电源控制芯片供电引脚Vin的供电状态，其特征在于：包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、N型MOS管TR11、第一PNP型三极管Q12、第二PNP型三极管Q13、电阻R16、电阻R17和分压电阻R18；

所述电阻R12的一端、所述电阻R13的一端和所述MOS管TR11的栅极连接在一起，用于输入控制开关电源控制芯片开通及关断的控制信号Ctrl，所述MOS管TR11的漏极连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接所述电阻R15的一端和所述三极管Q12的基极，所述三极管Q12的集电极连接所述三极管Q13的基极和所述电阻R16的一端，所述三极管Q13的集电极用于连接所述开关电源控制芯片的供电引脚Vin，所述电阻R17的一端连接所述电阻R18的一端用于连接所述开关电源控制芯片的欠压保护引脚UVLO，所述电阻R13的另一端、所述电阻R15的另一端、所述三极管Q12的发射极、所述三极管Q13的发射极和所述电阻R17的另一端连接在一起用于输入供电电压Vi，所述电阻R12的另一端、所述MOS管TR11的源极、所述电阻R16的另一端和所述电阻R18的另一端连接在一起用于接地。

10.一种开关电源，其特征在于：包括权利要求1至9任一项所述控制电路。

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