【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電源領域，尤其涉及一種改進型自供電電源驅動電路及芯片。
技術介紹
1、ac-dc電源驅動芯片用于將ac電壓轉為dc電壓，芯片內部電路需要供電才能正常工作，由于芯片自身的功耗，如果vin直接供電，損耗大，效率低，因此需要解決自身的供電問題。圖1為傳統的psr拓撲ac-dc電路框圖，其工作過程為：當輸入電源vin上電時，通過電阻rstart對vcc電容充電，vcc檢測電路實時檢測vcc電容的電壓vcc，當檢測到電壓vcc達到需求時，輸出vcc_on信號觸發芯片開始工作。由于系統對待機功耗有嚴格的要求，所以電阻rstart的阻值設置的很大，其充電電流完全不能滿足芯片的工作電流，因此需要輔助繞組為電源控制芯片供電。圖1中各線圈匝數比值為：np/ns＝n，np/na＝m。當開關管導通時，變壓器兩端電壓變為vin，根據變壓器的特性，此時：
2、
3、
4、當開關管關斷后：
5、vs＝vo+vd1
6、
7、vcc＝va-vd2
8、從式中可以看出vcc與vo的關系成正比，正常工作時vo保持恒定，vcc也是恒定的，設計時根據所需要的vcc電壓設計輔助繞組即可。系統在次邊放電階段通過輔助繞組對vcc電容充電，保證芯片正常工作。其電流關系為：
9、il*np＝is*ns+ia*na
10、此方法需要額外的一路輔助繞組供電，同時需要一個二極管d2在原邊導通時隔斷通路，防止vcc電容反向放電；需要采樣電阻rcs采樣系統所需要的電感
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述基于輔助繞組供電導致的工藝、功耗、成本方面的缺陷，提供一種無需輔助繞組的自供電電源驅動電路及芯片。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：
3、本專利技術提供了一種改進型自供電電源驅動電路，用于接入驅動管t實現電源驅動以及給儲能電路1充電，其特征在于，所述電源驅動電路包括：
4、充電檢測電路2，與所述儲能電路1連接，用于檢測儲能電路1的供電電壓vcc，并在供電電壓vcc低于自充電閾值vth2時，產生自充電信號；
5、電流采樣開關管k1，所述驅動管t的輸入用于接入輸入電源，所述驅動管t的輸出經由所述電流采樣開關管k1接地；
6、充電開關管k2，其輸入連接于所述驅動管t和所述電流采樣開關管k1之間，其輸出連接至所述儲能電路1；
7、采樣電路3，其輸入連接于所述驅動管t和所述電流采樣開關管k1之間，用于獲取從所述驅動管t流出到所述電流采樣開關管k1的電流并產生采樣電壓vsense；
8、控制電路4，連接所述采樣電路3的輸出并獲取所述采樣電壓vsense，以及連接所述充電檢測電路2的輸出和所述充電開關管k2的控制端，用于基于所述采樣電壓vsense對所述驅動管t進行控制使其周期性地交替進入導通周期和關斷周期；
9、所述控制電路4在每一次進入一個導通周期時如果沒有接收到所述自充電信號，則在進入導通周期后處于第一導通控制狀態，其中，所述第一導通控制狀態是導通所述電流采樣開關管k1并關斷所述充電開關管k2；
10、所述控制電路4在每一次進入一個導通周期時如果接收到所述自充電信號，則在進入導通周期后在前期處于第一導通控制狀態，在后期的預關斷階段內切換至第二導通控制狀態以利用所述預關斷階段內流過所述驅動管t的電流給所述儲能電路1充電從而實現自供電，其中，所述預關斷階段為導通周期中從停止驅動所述驅動管t到完全關斷所述驅動管t的時段，所述第二導通控制狀態是關斷所述電流采樣開關管k1并導通所述充電開關管k2；
11、所述控制電路4在后期的預關斷階段內對切換至第二導通控制狀態的時機進行控制，選擇合適的充電電流強度對所述儲能電路1進行充電。
12、本專利技術還提供了一種改進型自供電電源驅動芯片，內部集成有本專利技術所述的改進型自供電電源驅動電路。
13、本專利技術的自供電電源驅動電路及芯片，具有以下有益效果：
14、(1)本專利技術在輸入電源和地之間接入的是串聯形式的驅動管和電流采樣開關管，在導通周期的預關斷階段通過關斷所述電流采樣開關管并導通所述充電開關管，將流過驅動管管的電流引出到儲能電路進行充電，充電的時機選擇的是導通周期的預關斷階段內，這樣不會影響達驅動管本身的正常開關周期，不會影響能量的正常輸出，而且這種利用導通周期的預關斷階段進行充電的方式無需借助外部繞組供電，可以實現自充電，解決了輔助繞組充電的諸多工藝、功耗、成本方面的缺陷；
15、(2)在前述充電方式下，驅動管采用達林頓管實現時，相對于三極管來說，其放大倍數更大，需要的驅動電流更小，可以達到更好的轉換效率；相對于mos管來說，其相對較大的cbe電容，可以利用其存儲特性，在預關斷后有足夠的時間在原邊導通階段為儲能電路充電，不會影響達林頓管本身的正常開關周期，不會影響能量的正常輸出，同時其成本也具有顯著的優勢，以更低的成本實現同等的輸出功率。
16、(3)本專利技術不是直接利用外置電阻采樣流過達林頓管的電流，而是利用電流采樣開關管充當原來的采樣電阻，可以將電流采樣開關管集成在芯片內，節省了外圍元器件，同時在需要充電時，其可以完全被關斷，從而使得流過達林頓管的電流全部通過充電開關管給儲能電路充電。
17、(4)根據輸出端反饋電壓的范圍控制對儲能電路進行充電的開始時間和充電執行時長，從而間接控制充電電流，有效降低由于充電電容esr電阻過大引起的芯片損壞風險，提升了整個系統的穩定性。
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1.一種改進型自供電電源驅動電路，用于接入驅動管(T)實現電源驅動以及給儲能電路(1)充電，其特征在于，所述電源驅動電路包括：
2.根據權利要求1所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求2所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，其中，充電執行時長和當前導通周期的所述充電參考時長滿足以下關系：
4.根據權利要求1所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，還包括電源直充電路(7)，連接于驅動管(T)的輸入和所述儲能電路(1)之間，所述電源直充電路(7)用于：在所述芯片上電時，直接從所述輸入電源取電給所述儲能電路(1)充電至所述供電電壓(VCC)大于芯片啟動閾值(Vth1)；以及在所述驅動管(T)的工作無法滿足自供電需求時，直接從所述輸入電源取電給所述儲能電路(1)充電并保證所述供電電壓(VCC)大于芯片啟動閾值(Vth1)。
5.根據權利要求2所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，所述驅動管(T)為達林頓管，其包括前級三極管(T1)和后級三極管(T2)，所述放電電路(6)包括第一放電開關(K3)
6.根據權利要求5所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，所述電流輸入電路(5)包括電流源(Ibase)和電流輸入開關(K5)，所述電流源(Ibase)從所述供電電壓(VCC)取電產生電流，所述電流輸入開關(K5)連接于所述前級三極管(T1)的基極和所述電流源(Ibase)之間，所述電流輸入開關(K5)導通時所述電流輸入電路(5)輸入電流驅動所述驅動管(T)導通。
7.根據權利要求2所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，所述控制電路包括誤差放大器(EA)、第一PWM比較器(CP1)、第二PWM比較器(CP2)、邏輯電路，其中：
8.根據權利要求7所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，所述控制電路還包括第三PWM比較器(CP3)、第四比較器(CP4)，其中：
9.一種改進型自供電電源驅動芯片，其特征在于，內部集成有如權利要求1-8任一項所述的改進型自供電電源驅動電路。
...【技術特征摘要】
1.一種改進型自供電電源驅動電路，用于接入驅動管(t)實現電源驅動以及給儲能電路(1)充電，其特征在于，所述電源驅動電路包括：
2.根據權利要求1所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求2所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，其中，充電執行時長和當前導通周期的所述充電參考時長滿足以下關系：
4.根據權利要求1所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，還包括電源直充電路(7)，連接于驅動管(t)的輸入和所述儲能電路(1)之間，所述電源直充電路(7)用于：在所述芯片上電時，直接從所述輸入電源取電給所述儲能電路(1)充電至所述供電電壓(vcc)大于芯片啟動閾值(vth1)；以及在所述驅動管(t)的工作無法滿足自供電需求時，直接從所述輸入電源取電給所述儲能電路(1)充電并保證所述供電電壓(vcc)大于芯片啟動閾值(vth1)。
5.根據權利要求2所述的改進型自供電電源驅動電路，其特征在于，所述驅動管(t)為達林頓管，其包括前級三極管(t1)和后級三極管(t2)，所述放電電路(6)包括第一放電開關(k3)和第二放電開關(k4)，所述第一放電開關(k...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊學仁，黃沖，黃裕泉，
申請(專利權)人：輝芒微電子深圳股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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