開關(guān)電源及其控制芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源和一種開關(guān)電源的控制芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源作為手機(jī)和筆記本電腦等移動電子設(shè)備的主流供電方案，具有體積小、效率高和恒壓精度高等優(yōu)點。目前，隨著移動電子設(shè)備技術(shù)的發(fā)展和電源領(lǐng)域?qū)?jié)約能源與保護(hù)環(huán)境的愈加重視，如今的開關(guān)電源在空載功耗和動態(tài)負(fù)載響應(yīng)速度等性能方面提出了更高的要求，這也使得研發(fā)者對開關(guān)電源的控制芯片的恒壓控制方式進(jìn)行不斷的改進(jìn)，以期待獲得一種更具優(yōu)勢的恒壓控制方式來解決目前開關(guān)電源面臨的這些問題。
[0003]已知技術(shù)中，小功率AC/DC開關(guān)電源的控制芯片的恒壓控制方式主要分為初級恒壓控制和次級恒壓控制兩種方式。具體地，圖1為典型的次級恒壓控制的開關(guān)電源的電路圖，圖2為典型的初級恒壓控制的開關(guān)電源的電路圖。如圖1所示，次級恒壓控制的開關(guān)電源的工作原理為:交流電在經(jīng)過由二極管D1’、D2’、D3’和D4’組成的整流橋進(jìn)行全波整流后，經(jīng)由電容C2’、C3’和電感LI’組成的π型濾波電路轉(zhuǎn)換為高壓直流電，再通過R3’和C4’組成的啟動電路進(jìn)行處理后為PWM (Pulse Width Modulat1n，脈沖寬度調(diào)制)控制芯片ICl提供啟動電壓，并在PWM控制芯片ICl啟動后為主邊功率環(huán)路提供能量，其中，電阻R2’用于檢測開關(guān)電源的主邊峰值電流，D5’和Cl’組成次級整流濾波網(wǎng)絡(luò)。另外，電阻R4’、R5’、R6’以及可控精密穩(wěn)壓源TL431’、光耦0c’組成次級電壓采樣比較以及反饋網(wǎng)絡(luò)，PWM控制芯片ICl接收來自光耦0c’的反映開關(guān)電源的輸出電壓Voutr大小的誤差電流信號，該誤差電流信號經(jīng)PWM控制芯片ICl處理后產(chǎn)生控制信號，控制開關(guān)管TC’的導(dǎo)通時間以調(diào)整小功率AC/DC開關(guān)電源的輸出電壓Voutl’的大小,從而適應(yīng)輸出負(fù)載的變化。
[0004]如圖2所示，相較于次級恒壓控制的開關(guān)電源電路，初級恒壓控制的開關(guān)電源電路省去了包括電阻1?4’、1?5’、1?6’、可控精密穩(wěn)壓源11431’以及光耦0c’組成的整個次級電壓采樣比較以及反饋網(wǎng)絡(luò)，取而代之的是通過PWM控制芯片IC2內(nèi)部集成的采樣電路采樣反饋繞組耦合的開關(guān)電源的輸出電壓Vout2’，開關(guān)電源的輸出電壓Vout2’經(jīng)過由R4’和R5’組成的反饋分壓網(wǎng)絡(luò)分壓后輸入到PWM控制芯片IC2，PWM控制芯片IC2通過內(nèi)部集成的誤差放大器進(jìn)行處理后產(chǎn)生控制信號以控制開關(guān)管TO’的導(dǎo)通時間，從而調(diào)整小功率AC/DC開關(guān)電源的輸出電壓Vout2’的大小。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，初級恒壓控制方式在采樣反饋繞組所耦合的開關(guān)電源的輸出電壓Vout2’時，存在一定的誤差和局限，不能完全實時準(zhǔn)確地反映當(dāng)前開關(guān)電源的輸出電壓Vout2’的大小，所以初級恒壓控制方式在動態(tài)負(fù)載響應(yīng)等方面性能較差，并且，采用初級恒壓控制方式的系統(tǒng)的空載工作頻率和空載功耗無法控制到很低。而次級恒壓控制方式雖然具有良好的動態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性，但是，由于次級恒壓控制方式中光耦0c’和其它元器件反饋的信號為模擬信號，需要消耗一定的功率，因此，次級恒壓控制方式的空載功耗也無法控制到很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。
[0007]為此，本發(fā)明實施例的一個目的在于提出一種開關(guān)電源的控制芯片，該開關(guān)電源的控制芯片可以獲得良好的動態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性，并且，具有極低的空載工作頻率和空載功耗。
[0008]本發(fā)明實施例的另一個目的在于提出一種開關(guān)電源。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例一方面提出了一種開關(guān)電源的控制芯片，該開關(guān)電源的控制芯片包括:用于接收所述開關(guān)電源的初級反饋電壓的初級反饋端；初級反饋采樣模塊，所述初級反饋采樣模塊的輸入端與所述初級反饋端相連，所述初級反饋采樣模塊用于對所述初級反饋電壓進(jìn)行采樣以生成初級采樣電壓；誤差放大器，所述誤差放大器的第一輸入端與所述初級反饋采樣模塊的輸出端相連，所述誤差放大器的第二輸入端與給定基準(zhǔn)電壓相連，所述誤差放大器對所述初級采樣電壓和所述給定基準(zhǔn)電壓之間的誤差進(jìn)行放大，并輸出誤差放大信號；恒壓恒流控制模塊，所述恒壓恒流控制模塊的輸入端與所述誤差放大器的輸出端相連，所述恒壓恒流控制模塊根據(jù)所述誤差放大信號進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制PWM和/或脈沖頻率調(diào)制PFM，且所述恒壓恒流控制模塊的第一輸出端輸出恒壓控制信號；用于接收所述開關(guān)電源的次級反饋電流的次級反饋端；次級控制模塊，所述次級控制模塊的第一輸入端與所述次級反饋端相連，所述次級控制模塊的第二輸入端與所述誤差放大器的輸出端相連，所述次級控制模塊根據(jù)所述誤差放大信號選擇所述控制芯片對應(yīng)的控制模式，且當(dāng)根據(jù)所述誤差放大信號選擇所述控制芯片進(jìn)入次級恒壓控制模式時，所述次級控制模塊根據(jù)所述次級反饋電流輸出次級控制信號；控制邏輯模塊，所述控制邏輯模塊的第一輸入端與所述次級控制模塊的輸出端相連，所述控制邏輯模塊的第二輸入端與所述恒壓恒流控制模塊的第一輸出端相連，所述控制邏輯模塊根據(jù)所述次級控制信號和所述恒壓控制信號輸出控制邏輯信號；以及驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊的輸入端與所述控制邏輯模塊的輸出端相連，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制邏輯信號輸出驅(qū)動信號。
[0010]本發(fā)明實施例的開關(guān)電源的控制芯片，通過初級反饋采樣模塊采樣初級反饋電壓并輸出初級采樣電壓至誤差放大器，進(jìn)而次級控制模塊根據(jù)誤差放大器的輸出選擇控制芯片對應(yīng)的控制模式，從而實現(xiàn)控制芯片在極輕載或空載時進(jìn)入次級恒壓控制模式。該開關(guān)電源的控制芯片可以獲得更優(yōu)秀的動態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性、極低的空載工作頻率和空載損耗，并且工作穩(wěn)定。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例另一方面還提出了一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括:變壓器，所述變壓器包括初級繞組、次級繞組和反饋繞組；初級反饋分壓模塊，所述初級反饋分壓模塊與所述反饋繞組相連，所述初級反饋分壓模塊根據(jù)所述反饋繞組輸出的反饋電壓生成所述初級反饋電壓；次級反饋比較模塊，所述次級反饋比較模塊與所述開關(guān)電源的輸出電壓相連，所述次級反饋比較模塊用于反饋所述開關(guān)電源的輸出電壓，并生成所述次級反饋電流；開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊的第一端與所述初級繞組相連；以及所述的開關(guān)電源的控制芯片，所述控制芯片的初級反饋端與所述初級反饋分壓模塊的輸出端相連，所述控制芯片的次級反饋端與所述次級反饋比較模塊的輸出端相連，所述控制芯片的信號輸出端與所述開關(guān)模塊的控制端相連，所述控制芯片用于根據(jù)所述初級反饋電壓和所述次級反饋電流控制所述開關(guān)模塊的通斷以調(diào)整所述開關(guān)電源的輸出電壓。
[0012]本發(fā)明實施例的開關(guān)電源，通過控制芯片根據(jù)初級反饋分壓模塊輸出的初級反饋電壓和次級反饋比較模塊輸出的次級反饋電流控制控制開關(guān)模塊的通斷，從而實現(xiàn)開關(guān)電源的輸出電壓穩(wěn)定在額定值。該開關(guān)電源可以獲得更優(yōu)秀的動態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性、極低的空載工作頻率和空載損耗，并且工作穩(wěn)定。
[0013]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1為典型的次級恒壓控制的開關(guān)電源的電路圖；
[0016]圖2為典型的初級恒壓控制的開關(guān)電源的電路圖；
[0017]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的開關(guān)電源的控制芯片的框圖；
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開關(guān)電源的控制芯片的框圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開關(guān)電源的控制芯片的次級控制模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的開關(guān)電源的控制芯片的框圖；
[0021]圖7為根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的開關(guān)電源的控制芯片的框圖；
[0022]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的開關(guān)電源的框圖；
[0023]圖9為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開關(guān)電源的框圖；
[0024]圖10為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0025]圖11為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的開關(guān)電源的工作時序圖。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0027]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。