[发明专利]一种开关电源标准单元电路及装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源标准单元电路及装置。

背景技术

开关电源作为电子设备的心脏，在整机系统中占据较大比重。随着整机系统小型化，轻量化的发展愈演愈烈，开关电源自身的小型化、轻量化需求已不可避免。由此将开关电源中控制单元电路标准化划分和通用化设计，采用SiP技术，即三维结构、芯片堆叠、芯片间互连以及倒装芯片、球焊、梯度焊接等微组装技术等，其作用是实现开关电源的微型化、高性能化、多功能化、高可靠性和低成本等。

本发明标准单元控制电路（PWM控制单元及辅助功能单元电路），是开关电源控制系统中重要组成部分，其作用是控制功率开关管的导通占空比，同时具有输入过压欠压保护、同步频率的输入输出、初级禁止以及输出短路保护等功能。该标准单元电路IP核具有驱动能力强、系统功能全、通用性等特点，可作为标准单元电路设计，广泛应用于各类开关电源中。

本发明一种开关电源标准单元电路IP核及其SiP三维结构设计是采用单元电路的标准化设计以及微型化设计技术；随着武器装备系统小型化、国产化、高可靠及功能性要求的提高，高可靠H级直流-直流变换器产品已得到广泛应用；本文所述一种开关电源标准单元电路IP核及其SiP三维结构设计主要用于直流-直流变换器、其他控制电路以及微型化设计中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电源标准单元电路及装置，在实现开关电源性能指标外，更进一步推进电源产品体积的微型化。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种开关电源标准单元电路，包括脉冲宽度调制器及与脉冲宽度调制器连接的输入过欠压保护电路、禁止电路、信号处理电路、短路保护电路、同步频率输出电路、同步频率输入电路、误差信号反馈输入电路、震荡电路及软启动电路；

所述输入过欠压保护电路，用于对输入电压采样，并与预置的电压基准进行比较，通过对脉冲宽度调制器的输出脉冲信号控制，当输入电压过低和过高时，关闭脉冲宽度调制器的输出脉冲信号，保护开关电源内部功率元器件；所述禁止电路，用于对脉冲宽度调制器进行使能控制；所述误差信号反馈输入电路，用于对开关电源输出电压稳压控制；所述软启动电路，用于控制脉冲宽度调制器的输出脉冲信号宽度；所述短路保护电路，用于对输入电流信号检测，当输出发生短路时，控制电压环反馈控制电路，关断PWM输出，保护开关电源内部功率元件以及系统供电电路工作在安全区域；所述信号处理电路，用于对电流信号检测并进行信号处理，为脉冲宽度调制器提供电流采样信号。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述禁止电路采用二极管V11，所述二极管V11的阳极与脉冲宽度调制器的补偿端Comp连接，二极管V11的阴极为信号的输入端。

所述误差信号反馈输入电路包括电阻R5、电容C14、电容C15，所述震荡电路包括电阻R3、电容C11及电阻R10，所述电阻R5、电容C15的第一端与脉冲宽度调制器N4的补偿端Comp连接，所述电阻R5的第二端通过电容C14与脉冲宽度调制器N4的基准端Ref连接，且该基准端Ref接地，所述电容C15的第二端接地。

所述信号处理电路由电容C13和电阻R6构成，所述电容C13的第一端与脉冲宽度调制器N4的电流检测端Isense 连接，电容C13的第二端接地，所述电阻R6的第一端与电容C13的第一端连接，电阻R6的第二端与脉冲宽度调制器N4的电流检测端Isense 连接。

所述短路保护电路包括比较器N2、三极管V10、二极管V12、分压电路及整流滤波电路，所述比较器N2的同相输入端与整流滤波电路的输出端连接，所述整流滤波电路的输入端与脉冲宽度调制器N4的电流检测端Isense 连接，所述比较器N2的反相输入端与分压电路的输出端连接，所述分压电路的输入与脉冲宽度调制器N4的基准端Ref连接，所述比较器N2的输出端与二极管V12的阳极连接，所述二极管V12的阴极通过电阻R4与三极管V10的基极连接，所述三极管V10的集电极与脉冲宽度调制器N4的补偿端Comp连接，所述三极管V10的发射极接地。