供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。其中一種供電模塊，內(nèi)置于開(kāi)關(guān)電源芯片中，包括：一結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其漏極接至開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳，其源極接一電阻器的一端，同時(shí)接一第一三極管的集電極，其柵極接電阻器的另一端，同時(shí)接第一三極管的基極以及開(kāi)關(guān)管的漏極；第一三極管，其發(fā)射極接至開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳；一滯回比較器，其正輸入端接開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，其負(fù)輸入端接一參考電壓，其輸出端接至開(kāi)關(guān)管的柵極，以控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止。所述開(kāi)關(guān)電源芯片包括上述的供電模塊。所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)包括上述的開(kāi)關(guān)電源芯片。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)在快速啟動(dòng)同時(shí)給芯片電源供電，且減少了外圍元器件，利于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的小型化以及簡(jiǎn)單化。
【專利說(shuō)明】供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源中的啟動(dòng)、供電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種AC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片內(nèi)部高壓快速啟動(dòng)和高壓供電的供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]AC/DC開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)電源的其中一類，AC是交流，DC是直流，它自電網(wǎng)取得能量，經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。
[0003]圖1是現(xiàn)有的AC/DC開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)電路和供電電路的實(shí)現(xiàn)電路圖，圖1所示是一種浮地高端驅(qū)動(dòng)buck結(jié)構(gòu)。輸入AC交流電源連接到整流橋11的兩個(gè)輸入端。整流橋11將交流電整流后經(jīng)電容器Cl濾波。開(kāi)關(guān)電源芯片12的DRAIN引腳接母線Vbus端，其CS引腳接負(fù)載電路13。啟動(dòng)電阻器Rl —端接母線Vbus端，并通過(guò)所述母線Vbus端接電容器Cl以及整流橋11的一輸出端，Rl另一端與電容器C2相接，同時(shí)接開(kāi)關(guān)電源芯片12的電源VCC引腳；啟動(dòng)電阻器Rl和電容器C2產(chǎn)生一低壓直流電使開(kāi)關(guān)電源芯片12啟動(dòng)。供電電阻器R2 —端接輸出電壓Vout端，另一端與二極管Dl的陽(yáng)極相接，二極管Dl的陰極與電容器C2相接，同時(shí)接開(kāi)關(guān)電源芯片12的VCC引腳；供電電阻器R2、二極管Dl與電容器C2構(gòu)成供電電路；當(dāng)開(kāi)關(guān)電源芯片12啟動(dòng)完成，輸出電壓Vout開(kāi)始上升，當(dāng)Vout上升到一定值后通過(guò)供電電路開(kāi)始給開(kāi)關(guān)電源芯片12供電。
[0004]上述現(xiàn)有啟動(dòng)電路的缺點(diǎn)是:開(kāi)關(guān)電源芯片12啟動(dòng)完后，由于啟動(dòng)電阻器Rl接在母線Vbus端和芯片VCC引腳之間，兩者的壓差導(dǎo)致Rl消耗功率。Rl越小，啟動(dòng)速度越快，但待機(jī)功耗越大；R1越大，待機(jī)功耗越小，但啟動(dòng)速度越慢。故啟動(dòng)速度和待機(jī)功耗需要折中。典型情況下，現(xiàn)有啟動(dòng)電路的啟動(dòng)速度慢且待機(jī)功率高。
[0005]上述現(xiàn)有供電電路的缺點(diǎn)是:輸出電壓Vout需上升到一定的電壓之后才會(huì)通過(guò)供電電路給芯片供電，故在芯片啟動(dòng)完到Vout到達(dá)一定電壓這段時(shí)間內(nèi)，芯片電源VCC是下降的，所以需要電容器C2比較大，否則VCC會(huì)跌到UVL0(Under Voltage Lock Out，欠壓鎖定)以下，導(dǎo)致芯片不斷重啟。另一個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)Vout電壓較低時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電。
[0006]且，現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)電路和供電電路都是用外部元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，增加了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)電路和供電電路存在的問(wèn)題，提供一種供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在快速啟動(dòng)同時(shí)給芯片電源供電，且所述供電模塊的所有元器件適合集成在開(kāi)關(guān)電源芯片內(nèi)部，減少了外圍元器件，利于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的小型化以及簡(jiǎn)單化。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種供電模塊，包括:一結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、一第一三極管、一開(kāi)關(guān)管以及一滯回比較器；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳，所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電學(xué)連接一電阻器的一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管的集電極，所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電學(xué)連接所述電阻器的另一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管的基極以及所述開(kāi)關(guān)管的漏極；所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳；所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，所述滯回比較器的負(fù)輸入端電學(xué)連接一參考電壓，所述滯回比較器的輸出端電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)管的柵極，以控制所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種開(kāi)關(guān)電源芯片，包括DRAIN引腳以及VCC引腳，所述DRAIN引腳用于電學(xué)連接母線Vbus端，所述VCC引腳用于電學(xué)連接一外部充電單元，所示開(kāi)關(guān)電源芯片進(jìn)一步包括本實(shí)用新型所述的供電模塊；所述供電模塊中的所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至所述DRAIN引腳，所述供電模塊中的所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述VCC引腳，所述供電模塊中的所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述VCC引腳。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，包括一整流橋、一濾波單元以及一開(kāi)關(guān)電源芯片，所述整流橋的兩個(gè)輸入端電學(xué)連接一交流電源，所述濾波單元并接在所述整流橋的兩個(gè)輸出端之間，所述開(kāi)關(guān)電源芯片包括本實(shí)用新型所述的供電模塊；所述供電模塊中的所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳，所述DRAIN引腳電學(xué)連接母線Vbus端，并通過(guò)所述母線Vbus端電學(xué)連接所述濾波單元以及所述整流橋的一輸出端；所述供電模塊中的所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，所述供電模塊中的所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述VCC引腳，所述VCC弓丨腳電學(xué)連接一充電單元，并通過(guò)所述充電單元接地。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)同時(shí)給芯片電源供電，解決了 AC/DC開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)有啟動(dòng)和供電電路的缺點(diǎn)，供電能力強(qiáng)，啟動(dòng)速度快；且當(dāng)輸出電壓變化范圍很大時(shí)，也能自主供電。本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)中，所述供電模塊適合集成在芯片里面，利于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的小型化以及簡(jiǎn)單化；與AC/DC開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)有啟動(dòng)和供電電路相比，省去了外部元器件，故整個(gè)系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔，啟動(dòng)速度更快，待機(jī)功耗更低，供電更靈活。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1，現(xiàn)有的AC/DC開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)電路和供電電路的實(shí)現(xiàn)電路圖；
[0013]圖2，本實(shí)用新型所述的供電模塊一實(shí)施方式的示意圖；
[0014]圖3，本實(shí)用新型所述的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的示意圖；
[0015]圖4為圖3所示系統(tǒng)的工作模式對(duì)應(yīng)波形圖；
[0016]圖5，本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)工作時(shí)各電壓波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的供電模塊、開(kāi)關(guān)電源芯片以及開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)做詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]參考圖2，本實(shí)用新型所述的供電模塊一實(shí)施方式的示意圖。所述供電模塊包括:一結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET、一第一三極管Q1、一開(kāi)關(guān)管Ml以及一滯回比較器CP1。其中，開(kāi)關(guān)管Ml為N型MOS晶體管；結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管是以PN結(jié)上的電場(chǎng)來(lái)控制所夾溝道中的電流;M0S晶體管是以表面電場(chǎng)來(lái)控制溝道中的電流。
[0019]所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的漏極電學(xué)連接至開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳(即開(kāi)關(guān)電源芯片內(nèi)部功率管的漏極)JFET的源極電學(xué)連接一電阻器R的一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管Ql的集電極JFET的柵極電學(xué)連接所述電阻器R的另一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管Ql的基極以及所述開(kāi)關(guān)管Ml的漏極。所述第一三極管Ql的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳(電源引腳，為芯片供電)。所述滯回比較器CPl的正輸入端電學(xué)連接所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，CPl的負(fù)輸入端電學(xué)連接一參考電壓Vref，CPl的輸出端電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)管Ml的柵極，以控制Ml的導(dǎo)通與截止；其中，所述滯回比較器CPl的滯回窗口為Vhys。所述開(kāi)關(guān)管Ml的源極電學(xué)連接芯片地(IC GND)。
[0020]當(dāng)DRAIN引腳端的電壓DRAIN高于VCC引腳端的電源電壓VCC，且電源電壓VCC低于參考電壓Vref時(shí)，充電電流通過(guò)JFET以及Ql從DRAIN引腳端流向VCC引腳端；VCC引腳外部通常接有電容，該充電電流對(duì)該電容充電，使得VCC電壓逐漸升高。Ql基極電流流過(guò)電阻器R，導(dǎo)致JFET的源極電壓比柵極略高；此時(shí)JFET的柵極電壓比VCC電壓高，JFET的電流能力很強(qiáng)；由于大電流對(duì)該電容充電，VCC電壓可以快速升高到達(dá)芯片內(nèi)設(shè)的啟動(dòng)電壓閾值，完成芯片啟動(dòng)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)在快速啟動(dòng)同時(shí)給芯片電源供電，供電能力強(qiáng)，啟動(dòng)速度快，解決了 AC/DC開(kāi)關(guān)電源的常規(guī)啟動(dòng)和供電電路的缺點(diǎn)。且所述供電模塊的所有元器件適合集成在開(kāi)關(guān)電源芯片內(nèi)部，減少了外圍元器件；用于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)時(shí)，利于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的小型化以及簡(jiǎn)單化。
[0021]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第二三極管Q2 ;所述第二三極管Q2的集電極電學(xué)連接所述第一三極管Ql的集電極，Q2的基極電學(xué)連接Ql的發(fā)射極，Q2的發(fā)射極電學(xué)連接至VCC引腳。若開(kāi)關(guān)電源芯片耗電較大，可以采用兩個(gè)三極管形成達(dá)林頓管，達(dá)林頓管的發(fā)射極電學(xué)連接到VCC引腳，達(dá)林頓管的基極電學(xué)連接結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的柵極以及開(kāi)關(guān)管Ml的漏極。達(dá)林頓管就是兩個(gè)三極管接在一起，極性只認(rèn)前面的三極管，前面三極管功率一般比后面三極管小，前面三極管基極為達(dá)林頓管基極，后面三極管發(fā)射極為達(dá)林頓管發(fā)射極，用法與三極管一樣，放大倍數(shù)是兩個(gè)三極管放大倍數(shù)的乘積。
[0022]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第一二極管Dl以及一第二二極管D2，以作為正向?qū)?、反向耐壓器件。所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的源極電學(xué)連接所述第一二極管Dl的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第一二極管Dl電學(xué)連接至所述第一三極管Ql的集電極；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的柵極電學(xué)連接所述第二二極管D2的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第二二極管D2電學(xué)連接至所述第一三極管Ql的基極。如果開(kāi)關(guān)電源芯片VCC輸出電壓比較高，需要防止VCC引腳端的VCC電流倒灌入DRAIN引腳端，否則供電會(huì)不足，導(dǎo)致芯片反復(fù)重啟。二極管Dl和D2作為正向?qū)?，反向耐壓器件，使得VCC能工作于更高的電壓。本實(shí)用新型中達(dá)林頓管和二極管Dl可以用來(lái)防止電流倒灌，且同時(shí)用作反向耐壓器件。如果VCC輸出電壓比較低，可以不設(shè)置Dl和D2。Dl和D2可以用實(shí)際二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不限于實(shí)際二極管，例如可以用基極-集電極短接的三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0023]參考圖3，本實(shí)用新型所述的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的示意圖，圖3所示拓?fù)渑c圖1相似，都是浮地高端驅(qū)動(dòng)buck結(jié)構(gòu)。所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)包括一整流橋31、一濾波單元以及一開(kāi)關(guān)電源芯片32。
[0024]所述整流橋31的兩個(gè)輸入端電學(xué)連接一交流電源AC，所述整流橋31的一輸出端接系統(tǒng)地(System GND);所述濾波單元并接在所述整流橋31的兩個(gè)輸出端之間，整流橋31將交流電整流后經(jīng)濾波單元濾波。在本實(shí)施方式中，所述濾波單元采用電容器Cl，在其它實(shí)施方式中，所述濾波單元也可采用其它濾波方式對(duì)經(jīng)整流橋31整流后的直流電進(jìn)行濾波。
[0025]所述開(kāi)關(guān)電源芯片32的DRAIN引腳電學(xué)連接母線Vbus端，并通過(guò)所述母線Vbus端電學(xué)連接所述濾波單元以及所述整流橋31的一輸出端；所述開(kāi)關(guān)電源芯片32的VCC引腳通過(guò)一充電單元電學(xué)連接芯片地(IC GND);所述開(kāi)關(guān)電源芯片32的FB引腳通過(guò)一組分壓電阻接輸出電壓端Vout ;所述開(kāi)關(guān)電源芯片32的CS引腳接負(fù)載電路33。在本實(shí)施方式中，所述充電單元采用一電容器C2 ;在其它實(shí)施方式中，所述充電單元也可采用電容和電阻并聯(lián)，或兩電容并聯(lián)等方式，可以根據(jù)成本以及系統(tǒng)要求靈活選擇。其中，芯片地(ICGND)電壓為浮動(dòng)電壓。
[0026]所述開(kāi)關(guān)電源芯片32進(jìn)一步包括一供電模塊；所述供電模塊的一種電路實(shí)現(xiàn)方式如圖2所示。所述供電模塊中的所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的漏極電學(xué)連接至所述DRAIN引腳；所述供電模塊中的所述第一三極管Ql的發(fā)射極電學(xué)連接至所述VCC引腳，所述供電模塊中的所述滯回比較器CPl的正輸入端電學(xué)連接所述VCC引腳。
[0027]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第二三極管Q2 ;所述第二三極管Q2的集電極電學(xué)連接所述第一三極管Ql的集電極，Q2的基極電學(xué)連接Ql的發(fā)射極，Q2的發(fā)射極電學(xué)連接至VCC引腳。若開(kāi)關(guān)電源芯片耗電較大，可以采用兩個(gè)三極管形成達(dá)林頓管，達(dá)林頓管的發(fā)射極電學(xué)連接到VCC引腳，達(dá)林頓管的基極電學(xué)連接結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的柵極以及開(kāi)關(guān)管Ml的漏極。
[0028]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第一二極管Dl以及一第二二極管D2，以作為正向?qū)?、反向耐壓器件。所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的源極電學(xué)連接所述第一二極管Dl的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第一二極管Dl電學(xué)連接至所述第一三極管Ql的集電極；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管JFET的柵極電學(xué)連接所述第二二極管D2的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第二二極管D2電學(xué)連接至所述第一三極管Ql的基極。如果開(kāi)關(guān)電源芯片VCC輸出電壓比較高，需要防止VCC引腳端的VCC電流倒灌入DRAIN引腳端，否則供電會(huì)不足，導(dǎo)致芯片反復(fù)重啟。二極管Dl和D2作為正向?qū)?，反向耐壓器件，使得VCC引腳端能工作于更高的電壓。本實(shí)用新型中達(dá)林頓管和二極管Dl可以用來(lái)防止電流倒灌，且同時(shí)用作反向耐壓器件。如果VCC引腳端輸出電壓比較低，可以不設(shè)置Dl和D2。Dl和D2可以用實(shí)際二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不限于實(shí)際二極管，例如可以用基極-集電極短接的三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0029]本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)同時(shí)給芯片電源供電，解決了AC/DC開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)有啟動(dòng)和供電電路的缺點(diǎn)，供電能力強(qiáng)，啟動(dòng)速度快；且當(dāng)輸出電壓變化范圍很大時(shí)，也能自主供電。本實(shí)用新型提供的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)中，所述供電模塊適合集成在開(kāi)關(guān)電源芯片里面，利于開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的小型化以及簡(jiǎn)單化；與圖1所示AC/DC開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)有啟動(dòng)和供電電路相比，省去了外部元器件:電阻器R1，電阻器R2和二極管Dl ;故整個(gè)系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔，啟動(dòng)速度更快，待機(jī)功耗更低，供電更靈活。
[0030]以下結(jié)合附圖2-3對(duì)本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)工作于兩種工作模式:充電模式(如圖4中所示模式一)、停止充電模式(如圖4中所示模式二)。正常工作時(shí)模式一和模式二交替出現(xiàn)，波形如圖4所示。
[0031]充電模式(模式一):此模式對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)電源芯片32的DRAIN引腳端電壓為高壓(高于芯片電源電壓VCC)，且芯片電源電壓VCC低于參考電壓Vref ;在本實(shí)施例中，初始時(shí)VCC電壓與芯片地(IC GND)電壓相同。電流通過(guò)JFET，Dl和Q2從DRAIN引腳端流向VCC引腳端，對(duì)VCC引腳外部的電容C2充電，使得VCC引腳端VCC電壓逐漸升高。Ql基極電流流過(guò)電阻器R，導(dǎo)致JFET的源極電壓比柵極略高。此時(shí)JFET的柵極電壓比VCC引腳端VCC電壓高，AC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片的啟動(dòng)就是對(duì)應(yīng)于此種模式；由于JFET電流能力很強(qiáng)，大電流對(duì)電容C2充電，VCC電壓可以快速升高到達(dá)開(kāi)關(guān)電源芯片32內(nèi)設(shè)的啟動(dòng)電壓閾值，完成芯片啟動(dòng)。
[0032]停止充電模式(模式二):此模式對(duì)應(yīng)的電源電壓VCC過(guò)壓，高于參考電壓Vref ,Ql和Q2的基極-發(fā)射極結(jié)以及二極管D2反向耐壓。滯回比較器CPl輸出為高電平控制Ml導(dǎo)通，Ml將JFET的柵極拉到地，JFET源極電壓上升到接近JFET的夾斷電壓。Ql和Q2構(gòu)成的達(dá)林頓管工作于截止?fàn)顟B(tài)，故沒(méi)有電流從JFET流到VCC引腳端；由于開(kāi)關(guān)電源芯片32耗電，VCC電壓逐漸下降，直到回復(fù)充電閾值電壓(Vref-Vhys)才開(kāi)始再次進(jìn)入充電模式。通常情況下，VCC電壓會(huì)在參考電壓Vref和充電閾值電壓(Vref-Vhys)之間波動(dòng)。
[0033]參考圖5，本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)工作時(shí)各電壓波形示意圖。本實(shí)用新型所述開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)在上述兩種工作模式中，均要防止電流從VCC引腳端倒灌入DRAIN引腳端。在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中，例如圖2的應(yīng)用中，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源芯片內(nèi)部功率管導(dǎo)通時(shí)，DRAIN電壓接近芯片地(IC GND)電壓，低于VCC工作電壓，如圖5所示。該情況需要防止VCC引腳端電流倒灌入DRAIN引腳端，否則供電會(huì)不足，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源芯片32反復(fù)重啟。本實(shí)用新型中達(dá)林頓管和二極管Dl正是用來(lái)防止電流倒灌，且同時(shí)用作反向耐壓器件。
[0034]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種供電模塊，內(nèi)置于開(kāi)關(guān)電源芯片中，其特征在于,包括:一結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、一第一三極管、一開(kāi)關(guān)管以及一滯回比較器； 所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳，所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電學(xué)連接一電阻器的一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管的集電極，所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電學(xué)連接所述電阻器的另一端，同時(shí)電學(xué)連接所述第一三極管的基極以及所述開(kāi)關(guān)管的漏極； 所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳； 所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，所述滯回比較器的負(fù)輸入端電學(xué)連接一參考電壓，所述滯回比較器的輸出端電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)管的柵極，以控制所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電模塊，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第二三極管；所述第二三極管的集電極電學(xué)連接所述第一三極管的集電極，所述第二三極管的基極電學(xué)連接所述第一三極管的發(fā)射極，所述第二三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供電模塊，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第一二極管以及一第二二極管，以作為正向?qū)?、反向耐壓器件；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電學(xué)連接所述第一二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第一二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的集電極；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電學(xué)連接所述第二二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第二二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的基極。
4.一種開(kāi)關(guān)電源芯片，包括DRAIN引腳以及VCC引腳，所述DRAIN引腳用于電學(xué)連接母線Vbus端，所述VCC引腳用于電學(xué)連接一外部充電單元，其特征在于，進(jìn)一步包括權(quán)利要求1所述的供電模塊； 所述供電模塊中的所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至所述DRAIN引腳，所述供電模塊中的所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述VCC引腳，所述供電模塊中的所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述VCC引腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)電源芯片，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第二三極管；所述第二三極管的集電極電學(xué)連接所述第一三極管的集電極，所述第二三極管的基極電學(xué)連接所述第一三極管的發(fā)射極，所述第二三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的開(kāi)關(guān)電源芯片，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第一二極管以及一第二二極管，以作為正向?qū)?、反向耐壓器件；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電學(xué)連接所述第一二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第一二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的集電極；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電學(xué)連接所述第二二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第二二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的基極。
7.一種開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，包括一整流橋、一濾波單元以及一開(kāi)關(guān)電源芯片，所述整流橋的兩個(gè)輸入端電學(xué)連接一交流電源，所述濾波單元并接在所述整流橋的兩個(gè)輸出端之間，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源芯片包括權(quán)利要求1所述的供電模塊； 所述供電模塊中的所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的DRAIN引腳，所述DRAIN引腳電學(xué)連接母線Vbus端，并通過(guò)所述母線Vbus端電學(xué)連接所述濾波單元以及所述整流橋的一輸出端； 所述供電模塊中的所述第一三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳，所述供電模塊中的所述滯回比較器的正輸入端電學(xué)連接所述VCC引腳，所述VCC引腳電學(xué)連接一充電單元，并通過(guò)所述充電單元接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第二三極管；所述第二三極管的集電極電學(xué)連接所述第一三極管的集電極，所述第二三極管的基極電學(xué)連接所述第一三極管的發(fā)射極，所述第二三極管的發(fā)射極電學(xué)連接至所述開(kāi)關(guān)電源芯片的VCC引腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，所述供電模塊進(jìn)一步包括:一第一二極管以及一第二二極管，以作為正向?qū)?、反向耐壓器件；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電學(xué)連接所述第一二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第一二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的集電極；所述結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電學(xué)連接所述第二二極管的陽(yáng)極，并通過(guò)所述第二二極管電學(xué)連接至所述第一三極管的基極。
【文檔編號(hào)】H02M7/04GK204030994SQ201420408221
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】郜小茹, 孫順根, 于得水 申請(qǐng)人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司