一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路制造技术

本发明专利技术提供一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容、第二开关管、逻辑信号电路、欠压检测电路、第一控制电路和第二控制电路。当自举电容两端的电压为非欠压状态时，根据第一控制信号的状态控制第一开关管的开通与关断；同时，第二开关管保持关断。当自举电容两端的电压为欠压状态时，第一开关管关断，当第一控制信号的有效时间达到所述第一预设时间时，所述第二开关管导通，自举电容开始充电，经过第二预设时间后，第二开关管关断。以此循环，完成对所述自举电容的充电。所述开关电源电路，包括一功率级电路以及上述的自举电容掉电恢复电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，尤其涉及一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路。
技术介绍
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种电源，开关电源一般由驱动单元(一般为脉冲宽度调制驱动)和主电路构成，具有效率高，体积小的优点。其中boost电路、buck电路和buck-boost是常见的主电路拓扑。如图1所示，对于上管为N管的buck电路，为了避免开关管Q导通后立即截止，往往需要为开关管配备一自举电容Cbwst，以提供开关管Q的栅极与源极之间所需的压差VbMt。当开关管Q导通时，节点Lx的电压为Vin，由于自举电容Cbwst的存在，在节点BS处的电压为节点Lx的电压加上自举电容Cbtrast两端的电压，即开关管Q的栅极电压为(Vin+VbOTt)，开关管Q维持导通。当开关管Q关断时，节点LX接地，电源V。。通过二极管D1对自举电容Cbwst充电，以维持自举电容Cbwst两端的电压为Vb(Krt。然而,对于采用该结构的buck电路,在负载变小或空载,且输入电压启动较慢时，或者空载情况下，PWM驱动信号占空比较大时，在开关管Q关断期间，由于电流不连续或无电流，致使节点Lx的电压不够低，对自举电容Cbtrast的充电不足，自举电容Cbwst两端的电压无法恢复到自举电压Vb(Krt，导致无法驱动开关管Q正常工作，甚至烧毁器件。为了克服该问题，一种公知的方法为在输出端加虚拟负载，这样即使在小负载或空载时，也存在一定的电流，使节ALx在足够长的时间位于较低的电压，为自举电容Cbwst充电。然而，该方法有着功耗较大的缺点。另一种公知的方法，如图2所示，加入开关管Q2和比较器，并检测BS处的电压VBS，通过比较器比较电压Vbs与预设电压Vuv、电压的和，其中预设电压Vuv可用于欠压检测，其值大小可设为自举电压Vb(Krt。当预设电压Vuv与电压Vui之和大于电压Vbs时,导通开关管Q2,拉低Lx处的电压,使自举电容Cbwst充电。然而,在开关管Q1导通时，开关管Q2及其控制电路会产生较大的静态功耗，降低电源效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种自举电容掉电恢复电路，能有效解决自举电容不能充电或充电不足的问题，并有着无静态功耗的优点。本专利技术提供一种自举电容掉电恢复电路，用于包括第一开关管的开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容和第二开关管，其特征在于，进一步包括欠压检测电路，用于判断所述自举电容两端的电压是否为欠压状态，并产生检测信号；其中，当所述自举电容两端的电压为非欠压状态时，所述检测信号为有效；当所述自举电容两端的电压为欠压状态时，所述检测信号为无效；逻辑信号电路，当所述检测信号为有效时，根据所述开关电源电路产生的主控信号和所述第二开关管的开关状态，产生第一控制信号；第一控制电路，接收所述第一控制信号和所述检测信号，并根据所述第一控制信号和所述检测信号产生第一开关信号；当所述检测信号有效时，所述第一开关信号与所述第一控制信号状态相同，用于控制所述第一开关管的开通与关断；当所述检测信号无效时，所述第一开关信号为无效状态，用于控制所述第一开关管关断；第二控制电路，接收所述第一控制信号，产生第二开关信号，并设有第一预设时间和第二预设时间；当所述检测信号有效时，所述第一控制信号的有效时间小于所述第一预设时间，所述第二开关信号控制所述第二开关管关断；当所述检测信号无效时，控制所述第一控制信号的有效时间为所述第一预设时间，在所述第一控制信号变为无效的同时所述第二开关信号控制所述第二开关管导通，并控制所述第二开关管的导通时间为所述第二预设时间。可选的，所述主控信号由所述开关电源电路中的开通信号触发变为有效，由所述开关电源电路中的关断信号触发变为无效。可选的，在所述自举电容两端的电压为非欠压状态的情况下，当所述主控信号为有效且所述第二开关管为关断状态时，所述第一控制信号为有效；当所述主控制信号为无效时，所述第一控制信号变为无效。可选的，在所述自举电容两端的电压为欠压状态情况下，当所述主控信号为有效且所述第二开关管为关断状态时，所述第一控制信号为有效；当所述第一控制信号的有效时间达到所述第一预设时间时，所述第一控制信号变为无效。可选的，所述第二控制电路包括第一计时电路、第二计时电路和第二触发器，其中所述第一计时电路，根据所述第一控制信号的有效时间产生第二置位信号给所述第二触发器和所述逻辑信号电路；所述第一控制信号变为有效时，所述第一计时电路触发计时，当计时达到所述第一预设时间时，所述第二置位信号变为有效；所述第二触发器，根据所述第二置位信号来产生第二开关信号；所述第二计时电路，根据所述第二开关信号来产生第二复位信号给所述第二触发器；所述第二开关信号变为有效时，所述第二计时电路触发计时，当计时达到所述第二预设时间时，所述第二复位信号将所述第二触发器复位。可选的，当所述第二置位信号为有效时，所述第一控制信号变为无效。可选的，所述第一预设时间用于确定所述自举电容两端的电压为欠压状态。可选的，所述第一预设时间大于第一开关管的一个开关周期。可选的，所述第一预设时间为2 4个第一开关管的开关周期。可选的，所述第二预设时间根据所述自举电容充电所需的时间确定。可选的，所述第二预设时间为20(T400ns。本专利技术还提供了一种开关电源电路，其包括一功率级电路，还进一步包括上述的任意一种自举电容掉电恢复电路。本专利技术提供一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路,所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容、第二开关管、逻辑信号电路、欠压检测电路、第一控制电路和第二控制电路。当所述自举电容两端的电压为非欠压状态时，所述第一控制电路产生的所述第一开关信号与所述逻辑信号电路产生的所述第一控制信号状态相同，用于控制所述第一开关管的开通与关断；同时，由于所述第一控制信号的有效时间始终小于第一预设时间，第二开关管保持关断。当所述自举电容两端的电压为欠压状态时，所述第一开关信号为无效，所述第一开关管关断，当所述第一控制信号的有效时间达到所述第一预设时间时，所述第二控制电路产生第二置位信号和第二开关信号，所述第一控制信号跳变为无效且所述第二开关管导通，之后，当所述第二开关管的导通时间达到第二预设时间时，所述第二开关信号跳变为无效，所述第二开关管关断。所述开关电源电路包括所述自举电容掉电恢复电路。不仅能有效解决自举电容不能充电或充电不足的问题，并且有着无静态功耗的优点。附图说明图1为现有的开关电源电路的部分电路图；图2为现有的自举电容掉电恢复电路的电路图；图3为本专利技术实施例一中的自举电容掉电恢复电路的电路框图；图4A为本专利技术实施例二中的自举电容掉电恢复电路的原理图；图4B为本专利技术实施例二中的自举电容掉电恢复电路的工作时序图。具体实施例方式在
技术介绍
中已经提及，在现有的开关电路中，自举电容会出现充电不充分或无法充电的问题，而现有的自举电容掉电恢复电路有着较大的功耗和静态功耗。为此，本专利技术提供一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路，用于包含第一开关管的开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容和第二开关管，所述自举电容掉电恢复电路还包括欠压检测电路，用于判断所述自举电容两端的电压是否为欠压状态，并产生检测信号；逻辑信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自举电容掉电恢复电路，用于包括第一开关管的开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容和第二开关管，其特征在于，进一步包括：欠压检测电路，用于判断所述自举电容两端的电压是否为欠压状态，并产生检测信号；其中，当所述自举电容两端的电压为非欠压状态时，所述检测信号为有效；当所述自举电容两端的电压为欠压状态时，所述检测信号为无效；逻辑信号电路，当所述检测信号为有效时，根据所述开关电源电路产生的主控信号和所述第二开关管的开关状态，产生第一控制信号；第一控制电路，接收所述第一控制信号和所述检测信号，并根据所述第一控制信号和所述检测信号产生第一开关信号；当所述检测信号有效时，所述第一开关信号与所述第一控制信号状态相同，用于控制所述第一开关管的开通与关断；当所述检测信号无效时，所述第一开关信号为无效状态，用于控制所述第一开关管关断；第二控制电路，接收所述第一控制信号，产生第二开关信号，并设有第一预设时间和第二预设时间；当所述检测信号有效时，所述第一控制信号的有效时间小于所述第一预设时间，所述第二开关信号控制所述第二开关管关断；当所述检测信号无效时，控制所述第一控制信号的有效时间为所述第一预设时间，在所述第一控制信号变为无效的同时所述第二开关信号控制所述第二开关管导通，并控制所述第二开关管的导通时间为所述第二预设时间。...

【技术特征摘要】
1.一种自举电容掉电恢复电路，用于包括第一开关管的开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容和第二开关管，其特征在于，进一步包括 欠压检测电路，用于判断所述自举电容两端的电压是否为欠压状态，并产生检测信号；其中，当所述自举电容两端的电压为非欠压状态时，所述检测信号为有效；当所述自举电容两端的电压为欠压状态时，所述检测信号为无效； 逻辑信号电路，当所述检测信号为有效时，根据所述开关电源电路产生的主控信号和所述第二开关管的开关状态，产生第一控制信号； 第一控制电路，接收所述第一控制信号和所述检测信号，并根据所述第一控制信号和所述检测信号产生第一开关信号；当所述检测信号有效时，所述第一开关信号与所述第一控制信号状态相同，用于控制所述第一开关管的开通与关断；当所述检测信号无效时，所述第一开关信号为无效状态，用于控制所述第一开关管关断； 第二控制电路，接收所述第一控制信号，产生第二开关信号，并设有第一预设时间和第二预设时间；当所述检测信号有效时，所述第一控制信号的有效时间小于所述第一预设时间，所述第二开关信号控制所述第二开关管关断；当所述检测信号无效时，控制所述第一控制信号的有效时间为所述第一预设时间，在所述第一控制信号变为无效的同时所述第二开关信号控制所述第二开关管导通，并控制所述第二开关管的导通时间为所述第二预设时间。2.如权利要求1所述的自举电容掉电恢复电路，其特征在于，所述主控信号由所述开关电源电路中的开通信号触发变为有效，由所述开关电源电路中的关断信号触发变为无效。3.如权利要求1所述的自举电容掉电恢复电路，其特征在于，在所述自举电容两端的电压为非欠压状态的情况下，当所述主控信号为有效且所述第二开关管为关断状态时，所述第一控制信号为有效；当所述主控制信号为无效时，所述第一控制信号变为无效。4.如权利要求1所述的自举电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴惠明，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：