一種高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路的控制方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路的控制方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代開關(guān)電源對(duì)于功耗的要求與日俱增，而且綠色開關(guān)電源是所有應(yīng)用所必需的，而不僅是過去所指的手持式和電池供電系統(tǒng)，因此在保護(hù)環(huán)境生態(tài)的大前提下，降低電力線供電系統(tǒng)及電池供電系統(tǒng)的能耗都是必不可少的，對(duì)中國(guó)來說，這更可以帶來特別的優(yōu)點(diǎn):降低燃煤發(fā)電站的負(fù)荷。這就不僅要求電源芯片控制核心具備低功耗特性，而且還要求它具備一些能進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗的特性。
[0003]圖1示了一個(gè)典型的開關(guān)電源應(yīng)用方案，其中Rstart為芯片的啟動(dòng)電阻，VCC端接320V電壓，而芯片的VDD端電壓為18V，那么流過RstaJ^電流為:I start=(VCC_VDD)/Rstart，傳統(tǒng)的芯片的啟動(dòng)電阻一般會(huì)在IM Ohm左右，那么當(dāng)系統(tǒng)正常工作后消耗在該啟動(dòng)電阻上的功耗為:Pdiss= (VCC-VDD)2/R= (311-16)2/1000000=87mff,由于能源之星出臺(tái)了對(duì)現(xiàn)代小功率開關(guān)電源系統(tǒng)待機(jī)功耗要低于30mW，甚至低于4mW的要求，所以如果在啟動(dòng)電阻上消耗了過大的功耗，那么低功耗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度就會(huì)大大的提高，電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率也受到影響。
[0004]因此，有必要提出有效的技術(shù)方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源功率消耗過大的難題。
[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別通過減小電源系統(tǒng)在啟動(dòng)電阻上消耗的功耗，降低了低待機(jī)功耗電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，提高電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例提出了一種高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路的控制方法，包括溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊和電壓幅度啟存器；
所述溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)芯片的供電電壓，當(dāng)所述供電電壓高于上限電壓閾值時(shí)，使能端輸出使能信號(hào)，開啟芯片的PWM控制模塊允許芯片正常工作；當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值時(shí)，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊；
電壓幅度啟存器，當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊時(shí)，形成遲滯的電壓關(guān)系，實(shí)現(xiàn)芯片欠壓保護(hù)的功能。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路的裝置，包括:高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路，PWM控制器，
所述高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路，用于根據(jù)供電電壓輸出使能信號(hào)控制所述PWM控制器，其中，當(dāng)所述供電電壓高于上限電壓閾值時(shí)，輸出使能信號(hào)開啟芯片的PWM控制模塊允許芯片正常工作；當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值時(shí)，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊，同時(shí)開關(guān)電源處于欠壓保護(hù)狀態(tài)； 所述高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路，用于根據(jù)供電電壓輸出使能信號(hào)控制所述PWM控制器，其中，當(dāng)所述供電電壓高于上限電壓閾值時(shí)，輸出使能信號(hào)開啟芯片的PWM控制模塊允許芯片正常工作；當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值時(shí)，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊，同時(shí)開關(guān)電源處于欠壓保護(hù)狀態(tài)；
所述PWM控制器，用于接收所述高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路輸出的使能信號(hào)和PWM控制信號(hào)輸入，輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)電源的開關(guān)。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提出的上述方案，通過在開關(guān)電源芯片中集成亞微安級(jí)啟動(dòng)以及欠壓保護(hù)電路，從而減小應(yīng)用集成了本發(fā)明電路的PWM控制芯片的電源系統(tǒng)在啟動(dòng)電阻上消耗的功耗，降低了低待機(jī)功耗電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，提高電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。此外，本發(fā)明提出的上述方案，對(duì)現(xiàn)有的電路系統(tǒng)的改動(dòng)很小，不會(huì)影響系統(tǒng)的兼容性，而且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、尚效。
[0009]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0010]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解。
[0011]圖1為典型的開關(guān)電源應(yīng)用方案。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路功能模塊圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路具體電路圖。
[0014]圖4為本發(fā)明實(shí)施例開關(guān)電源應(yīng)用方案。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種高精度的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路的裝置，包括溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊和電壓幅度啟存器，
所述溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)芯片的供電電壓，當(dāng)所述供電電壓高于上限電壓閾值時(shí)，使能端輸出使能信號(hào)，開啟芯片的PWM控制模塊允許芯片正常工作；當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值時(shí)，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊；
電壓幅度啟存器，當(dāng)供電電壓低于下限電壓閾值，使能信號(hào)關(guān)閉芯片的PWM控制模塊時(shí)，形成遲滯的電壓關(guān)系，實(shí)現(xiàn)芯片欠壓保護(hù)的功能。
[0017]如圖2所示，為該電路模塊的功能框圖，該電路主要可以歸結(jié)為一個(gè)啟動(dòng)檢測(cè)模塊和一個(gè)帶電壓幅度啟存器組成。
[0018]具體而言，溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊通過所述溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊通過比較芯片供電電壓與芯片內(nèi)部基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)電壓檢測(cè)。
[0019]具體而言，溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊通過所述溫度補(bǔ)償檢測(cè)模塊通過比較芯片供電電壓與芯片內(nèi)部基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)電壓檢測(cè)。
[0020]具體而言，電壓幅度啟存器包括至少兩個(gè)反相器。
[0021]圖3展示了本發(fā)明啟動(dòng)與欠壓保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)，當(dāng)芯片上電時(shí)，假設(shè)流過Rl的最小啟動(dòng)電流為Imin，那么當(dāng)Ml剛好翻轉(zhuǎn)時(shí)流過Ml管的電流為II，Ml管的夸導(dǎo)為Gml，開啟閾值電壓為Vthl，柵源電壓為VGSl，得到以下等式:
Ifflin=l/2Gml* (Vcs1-Vthl)(I)
其中有=Vgsi= I min*Rl(2)
此時(shí)M2管同時(shí)翻轉(zhuǎn)，M2管的夸導(dǎo)為Gm2，開啟閾值電壓為Vth2，柵源電壓為VGS2電流為:
12=I/2Gm2* (Vcs2-Vth2)(3)
其中:VCS2= H*R2(4)
結(jié)合(1)，(2)，(3)和(4)式可以求得:
Imin=(l/4Gm2*Gml*Vthl*R2+l/2Gm2Vth2)/(l/4Gm2*Gml*Rl*R2_l) (5)
由于分母中 Gm2*Gml*Rl*R2 >> I ；
Imin ^ (Vthl/Rl)+2*Vth2(Gml*Rl*R2)(6)
由于 2*Vth2 << Gm2*Rl*R2 ；
因此 Imin ^ Vthl/Rl(7)
從(7)可以看出當(dāng)啟動(dòng)電流Istart大于或等于I min時(shí)，電路啟動(dòng)。此時(shí)的VDD電壓為:
VDDstart= (Vthl/Rl) *R4+Vbvl+Vbv2+Vbv3+Vthl(8)
(8)中的VDDstm>發(fā)明啟動(dòng)與欠壓保護(hù)電路開啟的上限電壓閾值。當(dāng)該啟動(dòng)電路正常工作時(shí)，由于M3管和M4管之間的正反饋關(guān)系，M3管的漏端電壓被拉低，所以電路關(guān)閉時(shí)的電壓會(huì)低于VDDstart，形成了一個(gè)遲滯的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)的功能，具體的分析如下:假設(shè)1ff為本發(fā)明啟動(dòng)與欠壓保護(hù)電路關(guān)閉時(shí)的流經(jīng)R4的臨界電流，其中Gm3為M3管的夸導(dǎo)，Gm4為M4管的夸導(dǎo)，Vth3