應(yīng)用于反激式開關(guān)電源控制芯片的穩(wěn)壓供電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制芯片的設(shè)計(jì)，尤其涉及的是，應(yīng)用于反激式開關(guān)電源控 制芯片的穩(wěn)壓供電電路的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)電源通過反饋回路控制開關(guān)管的方式，輸出穩(wěn)定的電壓，供相關(guān)用電設(shè)備使 用。同樣，開關(guān)電源本身的運(yùn)行也需要穩(wěn)定的輸入電壓，且不同模塊所需的電壓不盡相同。 比如，開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路需要較高的穩(wěn)定電壓才能工作，而PWM發(fā)生器電路的運(yùn)行則需要較 低的穩(wěn)定電壓。目前開關(guān)電源控制芯片中普遍采用的穩(wěn)壓供電電路已能夠基本滿足供電要 求，但隨著輸入電壓及外界溫度的變化，其精準(zhǔn)度仍不能讓人滿意。本發(fā)明針對(duì)上述問題， 設(shè)計(jì)了應(yīng)用于反激式開關(guān)電源控制芯片的穩(wěn)壓供電電路，能夠同時(shí)為開關(guān)電源控制芯片提 供兩種穩(wěn)定的工作電壓，并在輸入電壓及外界溫度變化的情況下具有較高的精準(zhǔn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種應(yīng)用于反激式開關(guān)電源控制芯片的穩(wěn) 壓供電電路。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下:應(yīng)用于反激式開關(guān)電源控制芯片的穩(wěn)壓供電電路包括四 個(gè)部分，其分別為輸入電壓端口、PTAT基準(zhǔn)電流電路、高壓穩(wěn)壓供電電路、低壓穩(wěn)壓供電電 路。其中輸入電壓端口提供輸入電壓給高壓穩(wěn)壓供電電路和PTAT基準(zhǔn)電流電路。PATA基準(zhǔn) 電流電路輸出1號(hào)基準(zhǔn)電流到高壓穩(wěn)壓供電電路，并輸出2號(hào)基準(zhǔn)電流到低壓穩(wěn)壓供電電 路。高壓穩(wěn)壓供電電路輸出1號(hào)工作電壓給高壓用電模塊使用，并將1號(hào)工作電壓輸入到低 壓穩(wěn)壓供電電路中。低壓穩(wěn)壓供電電路輸出2號(hào)工作電壓給低壓用電模塊使用。
[0005] 在反激式開關(guān)電源控制芯片穩(wěn)壓供電電路中，高壓穩(wěn)壓供電電路用于輸出電壓值 相對(duì)較高的1號(hào)工作電壓。1號(hào)工作電壓一方面作為穩(wěn)定工作電壓供給開關(guān)電源控制芯片高 壓用電模塊使用，另一方面做為輸入電壓供給低壓穩(wěn)壓供電電路。高壓穩(wěn)壓供電電路包括 輸入電壓端口、1號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端口、1號(hào)工作電壓輸出端口、1至8號(hào)M0S管、1至2號(hào)晶體 管、1至4號(hào)電阻、1號(hào)電容。其中，1號(hào)晶體管與1號(hào)電阻組成限流電路，限制8號(hào)M0S管中的電 流超過預(yù)定值。1號(hào)電容與1號(hào)工作電壓輸出端口連接，具有穩(wěn)定輸出的作用。高壓穩(wěn)壓供電 電路輸出的1號(hào)工作電壓的表達(dá)式如下所不：
[0006]
[0007] 其中，Vh為1號(hào)工作電壓的電壓值，Ιι為2號(hào)電阻中電流的電流值，Ri為1號(hào)電阻的阻 值，R 2為2號(hào)電阻的阻值，R3為3號(hào)電阻的阻值，R4為4號(hào)電阻的阻值，Vb(3為2號(hào)晶體管的基射極 電壓值，Ih為高壓穩(wěn)壓供電電路輸出電流的電流值。
[0008] 高壓穩(wěn)壓供電電路中，輸入電壓端口連接1號(hào)M0S管的源極，1號(hào)M0S管的柵極連接3 號(hào)M0S管的柵極，1號(hào)M0S管的漏極連接2號(hào)M0S管的源極。1號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端口連接2號(hào)M0S 管的漏極，2號(hào)MOS管的柵極連接4號(hào)MOS管的柵極。7號(hào)MOS管的漏極連接6號(hào)MOS管的漏極，7 號(hào)M0S管的源極連接2號(hào)電阻的上端。2號(hào)電阻的下端連接3號(hào)電阻的上端，3號(hào)電阻的下端連 接4號(hào)電阻的上端，4號(hào)電阻的下端接地。2號(hào)晶體管的基極連接3號(hào)電阻的下端，2號(hào)晶體管 的集電極連接2號(hào)電阻的下端，2號(hào)晶體管的發(fā)射極接地。8號(hào)M0S管的柵極連接6號(hào)M0S管的 漏極，8號(hào)M0S管的漏極連接5號(hào)M0S管的源極，8號(hào)M0S管的源極連接1號(hào)電阻的上端。1號(hào)晶體 管的基極連接1號(hào)電阻的上端，1號(hào)晶體管的集電極連接8號(hào)M0S管的柵極，1號(hào)晶體管的發(fā)射 極連接1號(hào)電阻的下端。1號(hào)工作電壓輸出端口連接1號(hào)電阻的下端，1號(hào)電容的上端連接1號(hào) 工作電壓輸出端口，1號(hào)電容的下端接地。
[0009] 在反激式開關(guān)電源控制芯片穩(wěn)壓供電電路中，低壓穩(wěn)壓供電電路用于輸出電壓值 相對(duì)較低的2號(hào)工作電壓供相關(guān)用電模塊使用。低壓穩(wěn)壓供電電路包括1號(hào)工作電壓輸入端 口、2號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端口、2號(hào)工作電壓輸出端口、9至13號(hào)M0S管、3至4號(hào)晶體管、5至10號(hào) 電阻、2號(hào)電容。其中，3號(hào)晶體管、11號(hào)M0S管、12號(hào)M0S管以及9號(hào)電阻組成限流電路，限制低 壓穩(wěn)壓供電電路的輸出電流超過預(yù)定值。10號(hào)電阻與2號(hào)電容構(gòu)成頻率補(bǔ)償電路，穩(wěn)定低壓 穩(wěn)壓供電電路的輸出電壓。低壓穩(wěn)壓供電電路輸出的2號(hào)工作電壓的表達(dá)式如下所不：
[0010]
[0011] 其中，Vl為2號(hào)工作電壓的電壓值，12為2號(hào)基準(zhǔn)電流的電流值，R5為5號(hào)電阻的阻 值，R6為6號(hào)電阻的阻值，R7為7號(hào)電阻的阻值，Rio為10號(hào)電阻的阻值，Vbe為4號(hào)晶體管的基射 極電壓值，II為低壓穩(wěn)壓供電電路輸出電流的電流值。低壓穩(wěn)壓供電電路將高壓穩(wěn)壓供電 電路的輸出電壓做為其輸入電壓進(jìn)行進(jìn)一步的穩(wěn)壓，因此其輸出具有更高的精準(zhǔn)度，能夠 滿足低壓用電模塊對(duì)工作電壓穩(wěn)定性的要求。
[0012]低壓穩(wěn)壓供電電路中，1號(hào)工作電壓輸入端口連接9號(hào)M0S管的源極，9號(hào)M0S管的柵 極連接10號(hào)M0S管的柵極，9號(hào)M0S管的漏極連接4號(hào)晶體管的集電極。2號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端口 連接10號(hào)M0S管的漏極，10號(hào)M0S管的源極連接9號(hào)M0S管的源極。4號(hào)晶體管的集電極連接9 號(hào)M0S管的漏極，4號(hào)晶體管的發(fā)射極連接7號(hào)電阻的上端，7號(hào)電阻的下端接地。3號(hào)晶體管 的集電極連接12號(hào)M0S管的漏極，3號(hào)晶體管的發(fā)射極連接5號(hào)電阻的上端，5號(hào)電阻的下端 連接6號(hào)電阻的上端，6號(hào)電阻的下端接地。13號(hào)M0S管的柵極連接2號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端，13號(hào) M0S管的漏極連接3號(hào)晶體管的基極，3號(hào)晶體管的基極連接9號(hào)電阻的上端，9號(hào)電阻的下端 連接5號(hào)電阻的上端。2號(hào)工作電壓輸出端口連接10號(hào)電阻的下端，10號(hào)電阻的上端連接9號(hào) 電阻的下端。2號(hào)電容的上端連接2號(hào)工作電壓輸出端口，2號(hào)電容的下端接地。
[0013]在反激式開關(guān)電源控制芯片穩(wěn)壓供電電路中，PTAT基準(zhǔn)電流電路主要用于產(chǎn)生與 溫度成正比例變化的電流，并作為基準(zhǔn)電流輸入到高壓穩(wěn)壓供電電路和低壓穩(wěn)壓供電電路 中。PTAT基準(zhǔn)電流電路包括輸入電壓端口，1號(hào)基準(zhǔn)電流輸出端口、2號(hào)基準(zhǔn)電流輸出端口、 14至31號(hào)M0S管、5至8號(hào)晶體管、11至12號(hào)電阻、1號(hào)二極管。其中輸入電壓端口連接31號(hào)M0S 管的漏極，31號(hào)M0S管的源極連接16號(hào)M0S管的源極，31號(hào)M0S管的柵極連接14號(hào)M0S管的源 極。11號(hào)電阻的上端連接輸入電壓端口，11號(hào)電阻的下端連接14號(hào)M0S管的漏極。14號(hào)M0S管 的源極連接15號(hào)M0S管的漏極，15號(hào)M0S管的源極連接1號(hào)二極管的陰極，1號(hào)二極管的陽極 接地。5號(hào)晶體管的集電極連接16號(hào)M0S管的漏極，5號(hào)晶體管的基極連接7號(hào)晶體管的基極， 5號(hào)晶體管的發(fā)射極連接6號(hào)晶體管的集電極。6號(hào)晶體管的基極連接8號(hào)晶體管的集電極，6 號(hào)晶體管的發(fā)射極連接12號(hào)電阻的上端，12號(hào)電阻的下端接地。7號(hào)晶體管的集電極連接17 號(hào)MOS管的漏極，7號(hào)晶體管的發(fā)射極連接8號(hào)晶體管的集電極。8號(hào)晶體管的基極連接6號(hào)晶 體管的漏極，8號(hào)晶體管的發(fā)射極接地。1號(hào)基準(zhǔn)電流輸出端口連接29號(hào)MOS管的漏極，29號(hào) MOS管的柵極連接25號(hào)MOS管的漏極。30號(hào)MOS管的漏極連接29號(hào)MOS管的源極，30號(hào)MOS管的 柵極連接26號(hào)MOS管的漏極，30號(hào)MOS管的源極接地。2號(hào)基準(zhǔn)電流輸出端口連接27號(hào)MOS管 的漏極，27號(hào)MOS管的柵極連接25號(hào)MOS管的漏極。28號(hào)MOS管的漏極連接27號(hào)MOS管的源極， 28號(hào)MOS管的柵極連接26號(hào)MOS管的漏極，28號(hào)MOS管的源極接地。
[0014] 本發(fā)明為反激式開關(guān)電源控制芯片的穩(wěn)壓供電電路。其輸出的工作電壓有兩路， 且電壓值不同，能夠?yàn)殚_關(guān)電源控制芯片不同用電模塊提供工作電壓。本發(fā)明通過相應(yīng)穩(wěn) 壓模塊和限流模塊，充分保證了其輸出的穩(wěn)定性，受輸入電壓及外界溫度變化的影響很小， 具有較高的精準(zhǔn)度，充分滿足了反激式開關(guān)電源控制芯片的供電需求。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明的高壓穩(wěn)壓供電電路的電路圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的低壓穩(wěn)壓供電電路的電路圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的PTAT基準(zhǔn)電流電路的電路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。 本說明書及其附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式 來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明 的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0020] 需要說明的是，當(dāng)某一元件固定于另一個(gè)元件，包括將該元件直接固定于該另一 個(gè)元件，或者將該元件通過至少一個(gè)居中的其它元件固定于該另一個(gè)元件。當(dāng)一個(gè)元件連 接另一個(gè)元件，包括將該元件直接連接到該另一個(gè)元件，或者將該元件通過至少一個(gè)居中 的其它元件連接到該另一個(gè)元件。
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明包括四個(gè)部分，其分別為輸入電壓端口、PTAT基準(zhǔn)電流電路、高 壓穩(wěn)壓供電電路、低壓穩(wěn)壓供電電路。其中輸入電壓端口提供輸入電壓Vin給高壓穩(wěn)壓供電 電路和PTAT基準(zhǔn)電流電路。PATA基準(zhǔn)電流電路輸出1號(hào)基準(zhǔn)電流la 1到高壓穩(wěn)壓供電電路， 并輸出2號(hào)基準(zhǔn)電流Ia2到低壓穩(wěn)壓供電電路。高壓穩(wěn)壓供電電路輸出1號(hào)工作電壓Vh給高 壓用電模塊使用，并將1號(hào)工作電壓Vh輸入到低壓穩(wěn)壓供電電路中。低壓穩(wěn)壓供電電路輸出 2號(hào)工作電壓Vr給低壓用電模塊使用。
[0022] 如圖2所示，高壓穩(wěn)壓供電電路用于輸出電壓值相對(duì)較高的1號(hào)工作電壓Vh<a號(hào)工 作電壓Vh-方面作為穩(wěn)定工作電壓供給開關(guān)電源控制芯片高壓用電模塊使用，另一方面做 為輸入電壓供給低壓穩(wěn)壓供電電路。高壓穩(wěn)壓供電電路包括輸入電壓端口 VIN、1號(hào)基準(zhǔn)電 流輸入端口 IAI1、1號(hào)工作電壓輸出端口 VH0、M0S管Ml至M8、晶體管Q1至Q2、電阻R1至R4、電 容C1。其中，晶體管Q1與電阻R1組成限流電路，限f|j_S管M8中的電流超過預(yù)定值。電容C1與 1號(hào)工作電壓輸出端口 VHO連接，具有穩(wěn)定輸出的作用。高壓穩(wěn)壓供電電路輸出的1號(hào)工作電 壓Vh的表達(dá)式如下所示：
[0023]
[0024] 其中，VH為1號(hào)工作電壓Vh的電壓值，h為電阻R2中電流的電流值，R!為電阻R1的阻 值，R2為電阻R2的阻值，R3為電阻R3的阻值，R4為電阻R4的阻值，Vbe為晶體管Q2的基射極電壓 值，Ih為高壓穩(wěn)壓供電電路輸出電流的電流值。高壓穩(wěn)壓供電電路輸出的1號(hào)工作電壓Vh具 有較高的精準(zhǔn)度，其受輸入電壓及外界溫度變化的影響很小。例如，當(dāng)輸入電壓Vin為48V， 外界溫度變化范圍為_30°C至120°C，輸出電流Ih變化范圍為0至11mA，則1號(hào)工作電壓Vh的 變化范圍為9.53V至10.62V。
[0025]高壓穩(wěn)壓供電電路中，輸入電壓端口VIN連接M0S管Ml的源極，M0S管Ml的柵極連接 M0S管M3的柵極，M0S管Ml的漏極連接M0S管M2的源極。1號(hào)基準(zhǔn)電流輸入端口 IAI1連接M0S管