電流型開關(guān)電源控制電路的制作方法
【專利摘要】電流型開關(guān)電源控制電路，包括第一比較器，所述第一比較器的兩個輸入端分別連接第一基準電壓及電流檢測端，還包括延時電路及驅(qū)動邏輯電路，所述驅(qū)動邏輯電路由與門和驅(qū)動級組成，所述驅(qū)動邏輯電路的與門兩個輸入端分別連接第一比較器的輸出端和第三緩沖器的輸出端；還包括瞬時關(guān)斷電路，所述瞬時關(guān)斷電路由第二比較器，第二基準電壓和第二NMOS管組成。本實用新型所述電流型開關(guān)電源控制電路，具有消隱功能，通過屏蔽在設(shè)定范圍內(nèi)的過流信號，自動保障開關(guān)電源繼續(xù)工作；而當瞬時大電流來臨時，可以快速關(guān)閉功率管，從而能使開關(guān)電源更高效和安全地運行。
【專利說明】電流型開關(guān)電源控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種電流型開關(guān)電源控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電源技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)中越來越廣泛地使用開關(guān)電源、UPS等 電源設(shè)備。這些設(shè)備無一例外地要檢測主電路的電壓、電流信號。電流檢測電路通常是電 源設(shè)備必不可少的一個重要組成部分。
[0003] 電流型脈寬調(diào)制（PWM)控制器是在普通電壓反饋PWM控制環(huán)內(nèi)部增加了電流反 饋的控制環(huán)節(jié)，因而除了包含電壓型PWM控制器的功能外，還能檢測開關(guān)電流或電感電 流，實現(xiàn)電壓電流的雙環(huán)控制。
[0004] 電流控制環(huán)是通過檢測電流控制開關(guān)電源中功率管的開關(guān)，為消除高頻雜波的影 響，特別是由于在開關(guān)導通或關(guān)閉瞬間，寄生電感產(chǎn)生的高壓振蕩，通常需要在開關(guān)切換前 后設(shè)置消隱區(qū)間，即在消隱區(qū)間的時間段內(nèi)，電流限制不起作用，在提高了控制穩(wěn)定性，大 幅減小輸出電壓紋波的同時帶來了在消隱區(qū)間內(nèi)瞬時大電流燒毀功率管的風險。 實用新型內(nèi)容
[0005] 為克服現(xiàn)有的電流控制電路在設(shè)置消隱區(qū)間的同時，帶來瞬時大電流燒毀功率管 風險的技術(shù)缺陷，本實用新型公開了一種電流型開關(guān)電源控制電路。
[0006] 電流型開關(guān)電源控制電路，包括第一比較器，所述第一比較器的兩個輸入端分別 連接第一基準電壓及電流檢測端；
[0007] 還包括延時電路及驅(qū)動邏輯電路，所述驅(qū)動邏輯電路由與門和驅(qū)動級組成，所述 與門的輸出端連接驅(qū)動級的第一緩沖器輸入端，所述第一緩沖器的輸出端連接成反相器形 式連接的PM0S和第一 NM0S管的柵極；所述延時電路包括串聯(lián)的第二緩沖器和第三緩沖器， 所述第二緩沖器的輸入端連接第一比較器的輸出端，第二緩沖器的輸出端連接延時電容， 所述驅(qū)動邏輯電路的與門兩個輸入端分別連接第一比較器的輸出端和第三緩沖器的輸出 端；
[0008] 還包括瞬時關(guān)斷電路，所述瞬時關(guān)斷電路由第二比較器，第二基準電壓和第二 NM0S管組成，所述第二比較器的兩個輸入端分別連接第二基準電壓和電流檢測端，輸出端 連接第二NM0S管的柵極，所述第二NM0S管的漏極和源極分別連接PM0S管漏極和地； [0009] 所述第二基準電壓值大于第一基準電壓，各個緩沖器為不改變輸入電平邏輯狀態(tài) 的信號放大器。
[0010] 具體的，所述各個緩沖器為偶數(shù)個反相器串聯(lián)形成。
[0011] 優(yōu)選的，所述第二緩沖器為運算放大器。
[0012] 優(yōu)選的，所述基準電壓由內(nèi)部電源通過依次連接在內(nèi)部電源和地線之間的第一分 壓電阻、第二分壓電阻和第三分壓電阻產(chǎn)生，所述第一基準電壓由第二分壓電阻和第三分 壓電阻的連接點取出，所述第二基準電壓由第一分壓電阻和第二分壓電阻的連接點取出， 所述內(nèi)部電源同時為PMOS管的電源。
[0013] 本實用新型所述電流型開關(guān)電源控制電路，具有消隱功能，通過屏蔽在設(shè)定范圍 內(nèi)的過流信號，自動保障開關(guān)電源繼續(xù)工作；而當瞬時大電流來臨時，可以快速關(guān)閉功率 管，從而能使開關(guān)電源更高效和安全地運行。通過使用成本極低的普通分離器件，大幅降低 了制造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型一種【具體實施方式】示意圖；
[0015] 附圖中標記及相應的零部件名稱：is-電流檢測端，R1-第一分壓電阻，R2-第二 分壓電阻，R3-第三分壓電阻，C0MP1-第一比較器，C0MP2 -第二比較器，B1-第一緩沖器， B2-第二緩沖器，B3-第三緩沖器，C-延時電容，VCC-內(nèi)部電源，NAND-與邏輯電路，P - PM0S 管，N1-第一 NM0S管，N2-第二NM0S管，M-功率管，SW-輸出端。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地的詳細說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0017] 本實用新型所述電流型開關(guān)電源控制電路，包括第一比較器，所述第一比較器的 兩個輸入端分別連接第一基準電壓及電流檢測端；還包括延時電路及驅(qū)動邏輯電路，所 述驅(qū)動邏輯電路由與門和驅(qū)動級組成，所述與門的輸出端連接驅(qū)動級的第一緩沖器輸入 端，所述第一緩沖器的輸出端連接成反相器形式連接的PM0S和第一 NM0S管的柵極；所述延 時電路包括串聯(lián)的第二緩沖器和第三緩沖器，所述第二緩沖器的輸入端連接第一比較器的 輸出端，第二緩沖器的輸出端連接延時電容，所述驅(qū)動邏輯電路的與門兩個輸入端分別連 接第一比較器的輸出端和第三緩沖器的輸出端；
[0018] 還包括瞬時關(guān)斷電路，所述瞬時關(guān)斷電路由第二比較器，第二基準電壓和第二 NM0S管組成，所述第二比較器的兩個輸入端分別連接第二基準電壓和電流檢測端，輸出端 連接第二NM0S管的柵極，所述第二NM0S管的漏極和源極分別連接PM0S管漏極和地；
[0019] 所述第二基準電壓值大于第一基準電壓，各個緩沖器為不改變輸入電平邏輯狀態(tài) 的信號放大器。
[0020] 使用時，如圖1所示，Μ管為開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)中的功率管，SW端通常連接電感 或整流二極管。電流檢測信號從IS端輸入，電流檢測信號應該是模擬電壓形式的信號，可 以通過對電流取樣后轉(zhuǎn)化為模擬電壓輸入，與基準電壓比較，當高于基準電壓值時，比較器 C0MP輸出信號反轉(zhuǎn)，驅(qū)動邏輯電路的邏輯設(shè)定將使得功率管關(guān)閉，但由于延時電路的存在， 使得驅(qū)動邏輯電路中的與門與比較器輸出端直接連接的輸入端信號反轉(zhuǎn)，但另一輸入端并 未即時反轉(zhuǎn)，而是通過第二緩沖器B2向延時電容C充電或放電，直到延時電容上的電壓變 化到達第三緩沖器B3的邏輯電平門限電壓值后反轉(zhuǎn)，例如對一般的M0S器件，閾值電壓為 0. 7伏左右，則當延時電容上的電壓充電至高于0. 7伏或放電至低于0. 7伏時，第三緩沖器 的輸出信號反轉(zhuǎn)。與門信號反轉(zhuǎn)后，通過反相器連接形式的PM0S管和第一 NM0S管增強驅(qū) 動能力，驅(qū)動功率管Μ的基極或柵極。
[0021] 延時期間即消隱期間，在消隱期間，當瞬時大電流來臨時，則第二比較器C0MP2輸 出電壓反轉(zhuǎn)，使得第二NMOS管開啟，快速拉低VA點電壓，使功率管關(guān)閉。由于該瞬時電流 通常為非正常電流，并且不應干擾電流控制環(huán)路的正常工作，特別是前述的雜波波形不應 導致瞬時關(guān)斷電路動作，因此第二基準電壓值應高于第一基準電壓。
[0022] 由于各個緩沖器在輸出端均不改變輸入電平的邏輯狀態(tài)，而僅僅是對輸入信號進 行驅(qū)動能力的保持或放大，因此經(jīng)過延時電容C的延時后，最終在與門處，兩個輸入端的邏 輯信號趨于一致，從而使與門輸出電平反轉(zhuǎn)，此處所述與門，是實現(xiàn)與邏輯運算的電路結(jié) 構(gòu)，并非局限于僅用邏輯門中的與門實現(xiàn)。
[0023] 緩沖器分為數(shù)字和模擬兩種方式，可以是偶數(shù)個反相器串聯(lián)形成，但對第二緩沖 器B2,優(yōu)選為運算放大器構(gòu)成，可以精確設(shè)定對延時電容C充電或放電的電流，從而與設(shè)定 電容值配合，實現(xiàn)對延時時間的較精確控制。
[0024] 對于基準電壓，在集成電路結(jié)構(gòu)中，可以利用成熟的電路結(jié)構(gòu)，例如帶隙基準產(chǎn) 生，但在本實用新型中，出于全部采用分離器件的目的，可以采用電阻串聯(lián)分壓從內(nèi)部電源 VCC取得，如圖1所示第一基準電壓、第二基準電壓由內(nèi)部電源VCC通過第一分壓電阻R1、 第二分壓電阻R2和第三分壓電壓R3產(chǎn)生，所述內(nèi)部電源VCC同時為PM0S管的電源，通過 從不同的電阻連接點取電壓，自然實現(xiàn)第二基準電壓高于第一基準電壓，同時第二基準電 壓和第一基準電壓同步變化，上述設(shè)計簡化了系統(tǒng)供電，降低了成本，同時由于基準電壓跟 隨內(nèi)部電源電壓變化，當內(nèi)部電源電壓變大時，基準電壓值升高，限流點隨之升高，這符合 開關(guān)電源的限流規(guī)律，對于高輸入電源電壓，通常用于驅(qū)動更重的負載，限流點隨之上升， 一定程度上實現(xiàn)了對限流點的自動補償。第二基準電壓與第一基準電壓的等比例變化，也 符合兩個不同限流點電壓的通常變化規(guī)律。
[0025] 如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1. 電流型開關(guān)電源控制電路，包括第一比較器，所述第一比較器的兩個輸入端分別連 接第一基準電壓及電流檢測端，其特征在于， 還包括延時電路及驅(qū)動邏輯電路，所述驅(qū)動邏輯電路由與門和驅(qū)動級組成，所述與門 的輸出端連接驅(qū)動級的第一緩沖器輸入端，所述第一緩沖器的輸出端連接成反相器形式連 接的PMOS和第一 NMOS管的柵極；所述延時電路包括串聯(lián)的第二緩沖器和第三緩沖器，所述 第二緩沖器的輸入端連接第一比較器的輸出端，第二緩沖器的輸出端連接延時電容，所述 驅(qū)動邏輯電路的與門兩個輸入端分別連接第一比較器的輸出端和第三緩沖器的輸出端； 還包括瞬時關(guān)斷電路，所述瞬時關(guān)斷電路由第二比較器，第二基準電壓和第二NMOS管 組成，所述第二比較器的兩個輸入端分別連接第二基準電壓和電流檢測端，輸出端連接第 二NMOS管的柵極，所述第二NMOS管的漏極和源極分別連接PMOS管漏極和地； 所述第二基準電壓值大于第一基準電壓，各個緩沖器為不改變輸入電平邏輯狀態(tài)的信 號放大器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流型開關(guān)電源控制電路，其特征在于，所述各個緩沖器為 偶數(shù)個反相器串聯(lián)形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流型開關(guān)電源控制電路，其特征在于，所述第二緩沖器為 運算放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流型開關(guān)電源控制電路，其特征在于，所述基準電壓由內(nèi) 部電源通過依次連接在內(nèi)部電源和地線之間的第一分壓電阻、第二分壓電阻和第三分壓電 阻產(chǎn)生，所述第一基準電壓由第二分壓電阻和第三分壓電阻的連接點取出，所述第二基準 電壓由第一分壓電阻和第二分壓電阻的連接點取出，所述內(nèi)部電源同時為PMOS管的電源。
【文檔編號】H02M1/32GK203872050SQ201420315122
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月14日
【發(fā)明者】王小平 申請人:國網(wǎng)四川省電力公司雙流縣供電分公司