開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片及開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片及開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]非隔離的高功率因數(shù)低諧波APFC開(kāi)關(guān)電源絕大部分采用BOOST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該BOOST拓?fù)溆腥N工作模式:1、CCM(連續(xù)導(dǎo)通模式)；2、BCM(臨界導(dǎo)通模式)；3、DCM(非連續(xù)導(dǎo)通模式)。其中，容易實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)低諧波的BOOST拓?fù)涔ぷ髂Ｊ接袃煞N，一種是DCM模式(非連續(xù)導(dǎo)通模式)，另一種是BCM模式(邊界導(dǎo)通模式)，其中，BCM模式控制電路簡(jiǎn)單，普遍被應(yīng)用在中小功率電源方案，但BCM模式有一個(gè)不可避免的缺陷。工作在BCM的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，輸入電壓越高，輸出載越輕，導(dǎo)通時(shí)間越小。當(dāng)此導(dǎo)通時(shí)間減小至最小導(dǎo)通時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)失去自我調(diào)節(jié)能力，將造成災(zāi)難性系統(tǒng)后果。為了避免此災(zāi)難性后果，在某一高壓輕載時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入DCM，導(dǎo)通時(shí)間停止減小或變緩減小，避開(kāi)最小導(dǎo)通時(shí)間。但是，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)進(jìn)入DCM后，自由振蕩時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比值不固定，輸入電流波形偏離正弦波，導(dǎo)致功率因數(shù)與諧波變差。
[0003]綜上所述，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)由BCM進(jìn)入DCM，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法保證自由振蕩時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比值固定，導(dǎo)致功率因數(shù)與諧波變差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片及開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)由BCM進(jìn)入DCM，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法保證自由振蕩時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比值固定，導(dǎo)致功率因數(shù)與諧波變差，此實(shí)用新型旨在解決此問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，第一方面提供一種開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片，所述開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片與開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路的主功率級(jí)電路連接，形成開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路，所述開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片包括COMP電壓采樣電路、壓流轉(zhuǎn)換電路、消磁時(shí)間采樣電路、第一電壓產(chǎn)生電路、第二電壓產(chǎn)生電路、電壓比較電路以及邏輯電路；
[0006]所述消磁時(shí)間采樣電路的輸入端連接所述主功率級(jí)電路的第一輸出端，所述消磁時(shí)間采樣電路的輸出端連接所述第一電壓產(chǎn)生電路的第一控制端，所述第一電壓產(chǎn)生電路的電流輸入端連接基準(zhǔn)電流源，所述第一電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端連接所述電壓比較電路的第一電壓輸入端，所述COMP電壓采樣電路的電壓采樣端連接所述主功率級(jí)電路的第二電壓輸出端，所述COMP電壓采樣電路的輸出端連接所述壓流轉(zhuǎn)換電路的電壓輸入端，所述壓流轉(zhuǎn)換電路的電流輸出端連接所述第二電壓產(chǎn)生電路的電流輸入端，所述第二電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端連接所述電壓比較電路的第二電壓輸入端，所述電壓比較電路的輸出端連接所述邏輯電路的輸入端，所述邏輯電路的輸出端連接所述主功率級(jí)電路的輸入端；
[0007]所述基準(zhǔn)電流源輸出第一電流給所述第一電壓產(chǎn)生電路中的第一儲(chǔ)能器件充電以獲取第一電壓并使第一電壓逐漸升高，所述消磁時(shí)間采樣電路檢測(cè)到開(kāi)關(guān)周期中的消磁時(shí)間結(jié)束時(shí)，控制所述第一電壓產(chǎn)生電路停止充電，保持第一電壓恒定并輸出第一電壓；
[0008]所述COMP電壓采樣電路用于獲取COMP采樣電壓，并將所述COMP采樣電壓輸出給所述壓流轉(zhuǎn)換電路，所述壓流轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述COMP采樣電壓進(jìn)行壓流轉(zhuǎn)換后輸出第二電流給所述第二電壓產(chǎn)生電路中的第二儲(chǔ)能器件充電，并使所述第二電壓產(chǎn)生電路輸出第二電壓；
[0009]所述電壓比較電路當(dāng)所述第二電壓大于所述第一電壓時(shí)轉(zhuǎn)換輸出有效電平信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的輸出有效電平信號(hào)輸出給所述邏輯電路，所述邏輯電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算后輸出給主功率級(jí)電路，所述主功率級(jí)電路控制開(kāi)關(guān)周期中的自由振蕩時(shí)間結(jié)束并開(kāi)始下一周期。
[0010]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種實(shí)施方式中，所述開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片還包括電容清零復(fù)位電路，所述電容清零復(fù)位電路的輸入端連接所述邏輯電路的輸出端，所述電容清零復(fù)位電路的輸出端連接所述第一電壓產(chǎn)生電路的第二控制端、所述第二電壓產(chǎn)生電路的第一控制端以及第二控制端；
[0011]所述電容清零復(fù)位電路根據(jù)所述邏輯電路輸出的控制信號(hào)在自由振蕩時(shí)間結(jié)束時(shí)對(duì)所述第一電壓產(chǎn)生電路和所述第二電壓產(chǎn)生電路進(jìn)行電壓清零。
[0012]結(jié)合第一方面及第一方面的第一種實(shí)施方式，在第一方面的第二種實(shí)施方式中，所述第一電壓產(chǎn)生電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)管、第二場(chǎng)效應(yīng)管、第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管以及第一電容；
[0013]所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極以及所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極共接并構(gòu)成所述第一電壓產(chǎn)生電路的電流輸入端，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為所述第一電壓產(chǎn)生電路的第一控制端，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極以及所述第一電容的第一端共接并構(gòu)成所述第一電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極以及所述第一電容的第二端共接于地，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為所述第一電壓產(chǎn)生電路的第二控制端。
[0014]結(jié)合第一方面及第一方面的第二種實(shí)施方式，在第一方面的第三種實(shí)施方式中，所述第二電壓產(chǎn)生電路包括第五場(chǎng)效應(yīng)管、第六場(chǎng)效應(yīng)管、第七場(chǎng)效應(yīng)管、第八場(chǎng)效應(yīng)管以及第二電容；
[0015]所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極以及所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極共接并構(gòu)成所述第二電壓產(chǎn)生電路的電流輸入端，所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極連接所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為所述第二電壓產(chǎn)生電路的第一控制端，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極以及所述第二電容的第一端共接并構(gòu)成所述第二電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端，所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極以及所述第二電容的第二端共接于地，所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為所述第二電壓產(chǎn)生電路的第二控制端。
[0016]結(jié)合第一方面及第一方面的第三種實(shí)施方式，在第一方面的第四種實(shí)施方式中，在所述自由振蕩時(shí)間結(jié)束時(shí)，所述自由振蕩時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)周期之間的比值滿足以下公式:
[0017]tz/T = 1-1c/Iref ；
[0018]其中，tz為自由振蕩時(shí)間，T為開(kāi)關(guān)周期，Iref為第一電流，Ic為第二電流。
[0019]結(jié)合第一方面，在第一方面的第五種實(shí)施方式中，所述壓流轉(zhuǎn)換電路包括第一電壓放大器、第九場(chǎng)效應(yīng)管以及第一電阻；
[0020]所述第一電壓放大器的同相輸入端為所述壓流轉(zhuǎn)換電路的電壓輸入端，所述第一電壓放大器的反相輸入端連接所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極以及所述第一電阻的第一端，所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的漏極為所述壓流轉(zhuǎn)換電路的電流輸出端，所述第一電阻的第二端接地。
[0021]本實(shí)用新型第二方面提供一種開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路，包括第一方面所述的開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片以及主功率級(jí)電路，所述開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片與所述主功率級(jí)電路連接。
[0022]本實(shí)用新型提供一種開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)芯片及開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路，在開(kāi)關(guān)周期中的自由振蕩時(shí)間結(jié)束時(shí)，使第二電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第二電壓逐漸升高到第一電壓，當(dāng)電壓比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)，第一電壓值近似等于第二電壓值，可以得到自由振蕩時(shí)間與開(kāi)關(guān)周期的比值是一個(gè)固定值，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入DCM模式時(shí)自由