專(zhuān)利名稱：開(kāi)關(guān)電源集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)電源集成電路。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)電源以其體積小、重量輕、電能轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于通信、控制等電子系統(tǒng)以及各種家用電器等電子產(chǎn)品中。通常，電子產(chǎn)品的能量功耗通常有兩種模式 即運(yùn)行模式和待機(jī)模式。隨著各種手機(jī)、移動(dòng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的普及和能源問(wèn)題的日益突出，對(duì)開(kāi)關(guān)電源的運(yùn)行功耗提出了更高的要求。而且，當(dāng)今，社會(huì)、家庭和辦公室中的各種家電裝置的待機(jī)功耗也已成為污染的重要來(lái)源。隨著節(jié)能環(huán)保成為共識(shí)，從智能手機(jī)到家用電器，消費(fèi)電子行業(yè)急需要具有超低待機(jī)功率的高性能電源裝置。國(guó)際上針對(duì)待機(jī)功耗制定了很多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。隨著技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，這些規(guī)范也就越來(lái)越嚴(yán)格，零待機(jī)功耗的規(guī)范應(yīng)運(yùn)而生。IEC62301第4. 5條規(guī)定，低于5mW的待機(jī)功率視為零功耗。在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)這條近乎“神話”的規(guī)范的主要思想是讓開(kāi)關(guān)電源在負(fù)載很小 (或稱輕載)或空載時(shí)(即待機(jī)狀態(tài)時(shí))，部分關(guān)斷或完全關(guān)斷控制電路，從而消除這些不需要的功能所浪費(fèi)的能量。但是，如何在輕載或空載時(shí)實(shí)現(xiàn)零功耗卻成為開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中的一個(gè)重大技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)關(guān)電源集成電路，以在輕載或空載時(shí)實(shí)現(xiàn)零功耗。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種開(kāi)關(guān)電源集成電路，包括變壓器；通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管與所述變壓器原邊相連的原邊控制器；與變壓器副邊相連、用于檢測(cè)輸出電壓并在所述輸出電壓低于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)向原邊控制器發(fā)送“喚醒”信號(hào)的副邊控制器；一端與外部電源相連，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的基極相連的啟動(dòng)電阻；其中，所述原邊控制器包括開(kāi)關(guān)控制模塊和用于接收由副邊控制器發(fā)送的“喚醒，， 信號(hào)的“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊，當(dāng)所述“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊接收到由副邊控制器發(fā)送的“喚醒”信號(hào)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)控制模塊控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。優(yōu)選的，所述集成電路還包括用于降低變壓器的漏感尖峰電壓從而避免功率開(kāi)關(guān)管被擊穿的緩沖電路；其中，所述緩沖電路的一端與外部電源相連，另一端與變壓器原邊及功率開(kāi)關(guān)管的集電極相連。優(yōu)選的，所述緩沖電路包括
相互并聯(lián)的電阻和電容；二極管； 其中所述二極管的正極與變壓器原邊及功率開(kāi)關(guān)管的集電極相連，其負(fù)極與所述并聯(lián)的電阻和電容的一端相連，所述并聯(lián)的電阻和電容的另一端與外部電源相連。優(yōu)選的，所述集成電路待機(jī)時(shí)的工作頻率為IOHz 20Hz。優(yōu)選的，所述副邊控制器在單個(gè)周期內(nèi)消耗的功率為0. 5mff lmW。優(yōu)選的，所述集成電路的原邊控制器在待機(jī)狀態(tài)時(shí)單個(gè)周期內(nèi)的功耗小于lmW。優(yōu)選的，所述集成電路的啟動(dòng)電流是輸入電流的十倍以上。優(yōu)選的，在不改變啟動(dòng)速度的條件下，所述啟動(dòng)電阻增大十倍以上。優(yōu)選的，所述集成電路待機(jī)狀態(tài)時(shí)單個(gè)周期內(nèi)的功耗小于5mW。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源集成電路，其內(nèi)的原邊控制器包括開(kāi)關(guān)控制模塊和“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊；且變壓器副邊設(shè)置有副邊控制器，所述副邊控制器用于監(jiān)控集成電路的輸出電壓，當(dāng)所述輸出電壓小于某一預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，由副邊控制器發(fā)出“喚醒”信號(hào)給原邊控制器的“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊，所述“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊接收到“喚醒”信號(hào)后，觸發(fā)開(kāi)關(guān)控制模塊工作，即在待機(jī)狀態(tài)時(shí)(輕載或空載時(shí))，原邊控制器內(nèi)的開(kāi)關(guān)控制模塊大部分時(shí)間關(guān)閉，僅有“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊工作，因此，待機(jī)狀態(tài)時(shí)原邊控制器的功耗非常小。又由于啟動(dòng)電阻的一端與外部電源相連，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的基極相連，因此， 輸入電流經(jīng)功率開(kāi)關(guān)管后被放大β (β通常大于10)倍，在保證啟動(dòng)速度不變的情況下，此時(shí)啟動(dòng)電阻將增大β倍，從而使得啟動(dòng)電阻上的功耗降低β倍，因此待機(jī)狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)電阻的功耗也很小。在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，原邊控制器內(nèi)由于大部分的時(shí)間只有“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊工作， 因此，電路中的電流損耗較小，從而降低了待機(jī)時(shí)電路的工作頻率，進(jìn)而減小了電路中與工作頻率相關(guān)的元器件上的功耗。最后，由于副邊控制器在監(jiān)控電路的輸出電壓時(shí)其功耗也很小，因此，采用本發(fā)明所提供的開(kāi)關(guān)電源集成電路，可使整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的反激控制電路；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參考圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的反激控制電路。其中Ul為原邊控制器，輸入電壓Vin通過(guò)啟動(dòng)電阻Rst給原邊控制器Ul的電源電壓VCC充電，當(dāng)原邊控制器Ul的電源電壓VCC達(dá)到原邊控制器Ul的開(kāi)啟電壓時(shí)，原邊控制器Ul便開(kāi)始正常工作，輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部功率開(kāi)關(guān)管Q1。二極管D3、電容C4和電阻R4共同組成RCD緩沖電路來(lái)降低變壓器Tl的漏感尖峰電壓，防止功率開(kāi)關(guān)管Ql被擊穿而損壞。電阻Rcs串聯(lián)在功率開(kāi)關(guān)管Ql的發(fā)射極，控制變壓器Tl原邊的電感峰值電流，從而控制電路的最大輸出功率。電容 C2和電阻R3組成緩沖器來(lái)消除當(dāng)整流二極管Dl關(guān)斷的時(shí)候引起的振蕩。輔助邊電阻Rl 和R2分壓，與原邊控制器Ul的FB相接形成反饋網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)的控制，改變開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的周期或占空比，從而自動(dòng)調(diào)整輸出電壓。在輕載或空載情況下，集成電路的功耗主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面(1)啟動(dòng)電阻Rst的損耗通常情況下Vin比VCC要高出十幾到幾十倍，所以啟動(dòng)電阻Rst兩端的電壓可認(rèn)為近似等于Vin，因此啟動(dòng)電阻Rst的損耗為
權(quán)利要求
1. 一種開(kāi)關(guān)電源集成電路，其特征在于，包括變壓器；通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管與所述變壓器原邊相連的原邊控制器；與變壓器副邊相連、用于檢測(cè)輸出電壓并在所述輸出電壓低于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)向原邊控制器發(fā)送“喚醒”信號(hào)的副邊控制器；一端與外部電源相連，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的基極相連的啟動(dòng)電阻；其中，所述原邊控制器包括開(kāi)關(guān)控制模塊和用于接收由副邊控制器發(fā)送的“喚醒”信號(hào)的“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊，當(dāng)所述“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊接收到由副邊控制器發(fā)送的“喚醒” 信號(hào)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)控制模塊控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，還包括用于降低變壓器的漏感尖峰電壓從而避免功率開(kāi)關(guān)管被擊穿的緩沖電路；其中，所述緩沖電路的一端與外部電源相連，另一端與變壓器原邊及功率開(kāi)關(guān)管的集電極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，所述緩沖電路包括相互并聯(lián)的電阻和電容；二極管；其中所述二極管的正極與變壓器原邊及功率開(kāi)關(guān)管的集電極相連，其負(fù)極與所述并聯(lián)的電阻和電容的一端相連，所述并聯(lián)的電阻和電容的另一端與外部電源相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路待機(jī)時(shí)的工作頻率為 IOHz 20Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述副邊控制器在單個(gè)周期內(nèi)消耗的功率為0. 5mff lmW。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路的原邊控制器在待機(jī)狀態(tài)時(shí)單個(gè)周期內(nèi)的功耗小于lmW。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路的啟動(dòng)電流是輸入電流的十倍以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，在不改變啟動(dòng)速度的條件下，所述啟動(dòng)電阻增大十倍以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路待機(jī)狀態(tài)時(shí)單個(gè)周期內(nèi)的功耗小于5mW。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種開(kāi)關(guān)電源集成電路，該集成電路包括變壓器；通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管與所述變壓器原邊相連的原邊控制器；與變壓器副邊相連、用于檢測(cè)輸出電壓并在所述輸出電壓低于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)向原邊控制器發(fā)送“喚醒”信號(hào)的副邊控制器；一端與外部電源相連，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的基極相連的啟動(dòng)電阻；其中，所述原邊控制器包括開(kāi)關(guān)控制模塊和用于接收由副邊控制器發(fā)送的“喚醒”信號(hào)的“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊，當(dāng)所述“喚醒”信號(hào)檢測(cè)模塊接收到由副邊控制器發(fā)送的“喚醒”信號(hào)時(shí)，所述開(kāi)關(guān)控制模塊控制功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。本發(fā)明所提供的開(kāi)關(guān)電源集成電路，可實(shí)現(xiàn)零功耗待機(jī)，同時(shí)具有很好的動(dòng)態(tài)性能。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102291000SQ20111025122
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者張美玲, 朱亞江, 郜小茹, 陳超 申請(qǐng)人:上海新進(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司