[实用新型]一种实现零功耗待机开关电源集成电路

说明书

技术领域

本实用新型属于微电子技术领域，具体涉及一种实现零功耗待机开关电源集成电路。

背景技术

开关电源由于效率高，成本低，体积小，重量轻等优点几乎被所有的用电设备采用。但是由于开关电源传统的启动电源都是采用耗电的电阻启动电路(如图1)，耗电的电容启动电路(如图2)，开关电源芯片从内部功率MOSFET的漏级吸收电流对Vdd储能电容充电启动电路(如图3)和高压耗尽型场效应管启动电路(如图4)等来实现开关电源的启动。所以它们在开关电源启动前或启动后，甚至由于某些需要电源完全停止工作时他们还消耗着电能，不仅影响电源的效率，而且使电源待机功耗不可能很小，更不可能做到完全的零功耗或微功耗待机。由于开关电源做不到零功耗待机，致使使用这样开关电源的各种电器设备也做不到零功耗待机。

实用新型内容

为了解决目前开关电源无法将待机功耗降低到零功耗的技术问题，本实用新型提供了一种实现零功耗待机开关电源集成电路，

包括一个用于控制开关电源的零功耗控制器。

所述零功耗控制器包括电荷耦合电路、零功耗微处理器和零功耗电压调整电路，交流电源输入经电荷耦合电路依次进入零功耗电压调整电路、零功耗微处理器。

本实用新型中一种方案，交流电电荷输入可以只使用一个电容C1，交流电源第一端通过电容C1连接到零功耗控制器中两对MOS管中的其中一对接点，另一对MOS管接点空置，交流电源的第二端直接接零功耗控制器的地，开关电源的高压整流只使用一个二极管(当第一端为L端时，第二端对应的为N端；当第一端为N端时，第二端对应的为L端)；

在接通电源时，由于Vdd电压尚未建立，两对MOS管均为截止状态，在交流电的正半周期间，交流电源第一端正电荷通过电容C1流入零功耗控制器中MOS管M1的p型有源区和n阱，然后流入Vdd储能电容C3，最后回到交流电源第二端，向Vdd储能电容C3充电；

在交流电的负半周期间，交流电源第一端负电荷通过电容C1流入零功耗控制器中MOS管M3的n型有源区和p阱，然后回到交流电源第二端；

对电容C1通过控制MOS管M3和MOS管M4截止的方式来开通对电容C3充电，对电容C1通过MOS管M3和MOS管M4导通并联到交流电源两端的方式来断开电容C3的充电；

当零功耗控制器控制MOS管M3和MOS管M4从截止转为导通的情况下，M3和M4的漏极电压仅从Vdd下降到0V；或控制MOS管M3和MOS管M4从导通转为截止，漏极电压仅从0V上升到Vdd。

进一步地，本实用新型另一种方案，本实用新型同时包括电容C1和电容C2，从交流电源两端，通过电荷耦合电路的两个电容C1，C2分别连接到零功耗控制器中两对MOS管的接点，在接通电源时，由于Vdd电压尚未建立，两对MOS管均为截止状态，在交流电的正半周期间，交流电源第一端正电荷通过电容C1流入零功耗控制器中MOS管M1的p型有源区和n阱，然后流入Vdd储能电容C3，再经MOS管M4的p阱和n型有源区最后回到交流电源第二端，向Vdd储能电容C3充电；

在交流电的负半周期间，交流电源第二端正电荷通过电容C2流入零功耗控制器中MOS管M2的p型有源区和n阱，然后流入Vdd储能电容C3，再经MOS管M3的p阱和n型有源区回到交流电源第一端，向Vdd储能电容C3充电；

对C1，C2串联通过控制MOS管M3和MOS管M4截止的方式来开通对电容C3充电，对C1，C2串联通过MOS管M3和MOS管M4导通并联到交流电源两端的方式来断开电容C3的充电；

当零功耗控制器控制MOS管M3和MOS管M4从截止转为导通的情况下，M3和M4的漏极电压仅从Vdd下降到0V；或控制MOS管M3和MOS管M4从导通转为截止，漏极电压仅从0V上升到Vdd。

在只使用电容C1或者同时使用电容C1和C2的情况下，在工作的同时由零功耗控制器中的零功耗电压调整器通过MOS管M3、MOS管M4构成闭环稳压控制，当Vdd电压达到零功耗控制器所设定值时，且零功耗微处理器进行过压检测、欠压检测、过载检测和过温检测，如果未发生异常，则由零功耗控制器发出指令，启动开关电源，如果零功耗微处理器检测发现一项以上异常，或检测到开关电源输出空载，则立即通过零功耗微处理器控制开关电源停止工作，在开关电源停止工作的情况下，定时访问监测发生异常的参数，如发现各项参数恢复正常，则立即恢复开关电源正常工作。