[发明专利]开关电源芯片及包括其的开关电源电路

说明书

公开了一种开关电源芯片及包括其的开关电源电路。开关电源芯片包括控制器和功率开关，控制器包括高压二极管、第一电阻和第二电阻、第一比较器和第二比较器、第一开关管和第二开关管、以及控制信号生成模块。在开关电源芯片的启动过程中，由线电压检测脚从外部接收的线电压经由第一电阻和高压二极管为开关电源芯片提供启动电流。在开关电源芯片的工作过程中，第一比较器通过比较第一电阻与第二电阻之间的连接节点处的线电压采样值和第一参考电压生成线电压过压检测信号，第二比较器通过比较线电压采样值和第二参考电压生成线电压欠压检测信号，控制信号生成模块基于线电压过压检测信号和线电压欠压检测信号来生成控制功率开关接通与关断的信号。

技术领域

本发明涉及电路领域，更具体地涉及一种开关电源芯片及包括其的开关电源电路。

背景技术

开关电源电路是通过利用控制电路控制电子开关器件(例如，晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)不停地接通和关断来对输入电压进行脉冲调制，从而实现交流-直流(AC/DC)或者直流-直流(DC/DC)电压变换的电路。

图1示出了传统的开关电源电路的示例系统结构的示意图。下面，以图1所示的开关电源电路为例，来说明开关电源芯片的高压启动与线电压检测原理。

如图1所示，Vline为整流桥对来自交流(AC)电源的输入电压进行整流后得到的线电压；Cbulk为滤波电容；三绕组变压器的原边绕组、副边绕组、辅助绕组之间的匝数比为Np:Ns:Na；U1为开关电源芯片，包括控制器和三极管S1两部分；Cp为芯片供电电容；D1为供电二极管；Rst为高压启动电阻；Rup为线电压上分压电阻，Rdn为线电压下分压电阻。

在AC电源接入时(即，在开关电源芯片U1的启动过程中)，线电压Vline经由高压启动电阻Rst为开关电源芯片U1提供启动电流。具体地，线电压Vline经由高压启动电阻Rst给芯片供电电容Cp充电；当芯片供电电容Cp上的电压，即开关电源芯片U1的供电脚(即，VCC脚)处的电压大于开关电源芯片U1的欠压锁存(UVLO)开启阈值电压时，开关电源芯片U1启动，控制器以一定的开关频率和占空比控制三极管S1接通和关断。

在开关电源芯片U1启动后(即，在开关电源芯片U1的工作过程中)，变压器的辅助绕组Na经由供电二极管D1和开关电源芯片U1的VCC脚为开关电源芯片U1供电；控制器经由开关电源芯片U1的线电压检测脚(即，RT脚)检测线电压Vline的分压，并将线电压Vline的分压输入到其内部的比较器与预定的参考电压进行比较，从而实现输入过压和欠压保护功能。

在图1所示的系统结构中，由于高压启动电路(即，高压启动电阻Rst)和线电压检测电路(即，线电压分压电阻Rup、Rdn)的使用，增加了开关电源芯片U1的外围器件的数量，从而增加了开关电源电路的系统成本；另外，由于高压启动电路和线电压检测电路产生较大功耗，降低了开关电源电路的系统效率。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种开关电源芯片及包括其的开关电源电路。