[发明专利]一种开关电源及其控制芯片

说明书

本发明公开了一种开关电源及其控制芯片，所述控制芯片包括包括逻辑电路、OCP比较电路、驱动电路、功率开关管电路以及PWM信号脉冲宽度采样及比较电路；所述逻辑电路的输出端连接所述驱动电路的输入端和所述PWM信号脉冲宽度采样及比较电路的输入端，所述驱动电路的输出端连接所述功率开关管电路的输入端，所述OCP比较电路的输出端连接所述逻辑电路的输入端，所述PWM信号脉冲宽度采样及比较电路的输出端连接所述OCP比较电路的输入端。本发明通过增加PWM信号脉冲宽度采样及比较电路，有效抑制了在系统受到噪声干扰、VCC电压波形出现尖刺时，电感电流能够被及时关断，避免了电感电流进入饱和现象。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种开关电源及其控制芯片。

背景技术

一般BUCK型AC-DC开关电源系统由输入电容、控制芯片、芯片供电电容、储能电感、续流二极管、输出反馈二极管、采样电阻、输出电容及负载组成。图1所示的是开关电源的控制芯片的简化原理图。对于图1所示的功率管M1的开启，是由内部的时钟OSC控制PWM信号来打开，而功率管的关闭是通过采样电阻检测到电压VRcs达到参考电压vref后对PWM信号复位来关断，功率管M1关断时对应的电感电流值，即为OCP阈值，I_OCP=vref/Rcs。

此种系统架构在电路中被称为浮地架构（所谓浮地架构，即芯片的GND电位并非大地，而是当上管导通电感电流蓄能时，其电位为Vin，而当上管关断，电感电流续流释放能量时，其电位是-Vdiode电压），且电流采样电阻是外置Rcs电阻。由于上述架构的独特性，要求图1所示中的OCP比较器的反相输入端所接的OCP参考电压vref的参考信号是电压VCC而非GND。

对于一个正常、稳定工作的系统来说，电感电流的波形如图2中所示的t1时间段对应的波形。但是对于一个受噪声干扰的系统来说，VCC电压信号出现波动或者尖刺时，图1中所述的OCP参考电压信号vref也会由于VCC的上升尖刺而通过图1中所述的电容C1的耦合而突然变高。Vref波形如图2所示，对于t1和t2时间段时，其电平是稳定不变的，而对应t3时间段来说，其值突然上升，由于OCP比较器的参考电压突变上升而导致OCP比较器在正常的电感电流关断点时无法产生关断信号，电感电流会继续上升使得电感进入饱和状态，此时电感电流不受控制而迅速上升。当电感电流上升到大于图1所示功率管M2的饱和电流之后，M2为了能够提供足够大的电流，其VDS电压如图2所示也会迅速上升，在此过程中当功率管所承受的U*I达到一定的值后，功率管会被烧毁。

对于上述问题来说，可行的解决办法为，在VCC供电电容两端并联嵌位二极管，减小或者去除VCC电压的尖刺，从而避免电感电流饱和现象，但是这需要增加额外的系统成本，实用性较低。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种开关电源及其控制芯片，在VCC电压信号受到系统干扰或者尖刺很大时，仍然可以避免开关电源的电感电流进入饱和状态，消除了控制芯片烧毁给开关电源带来的风险。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种开关电源的控制芯片，包括逻辑电路、OCP比较电路、驱动电路、功率开关管电路以及PWM信号脉冲宽度采样及比较电路；

其中，所述逻辑电路的输出端连接所述驱动电路的输入端和所述PWM信号脉冲宽度采样及比较电路的输入端，所述驱动电路的输出端连接所述功率开关管电路的输入端，所述OCP比较电路的输出端连接所述逻辑电路的输入端，所述PWM信号脉冲宽度采样及比较电路的输出端连接所述OCP比较电路的输入端。

所述的开关电源的控制芯片中，所述控制芯片至少包括信号输入引脚、供电引脚和接地引脚。

所述的开关电源的控制芯片中，所述PWM信号脉冲宽度采样及比较电路包括：