[发明专利]一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，尤其涉及一种自举电容掉电恢复电路及开关电源电路。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种电源，开关电源一般由驱动单元（一般为脉冲宽度调制驱动）和主电路构成，具有效率高，体积小的优点。其中boost电路、buck电路和buck-boost是常见的主电路拓扑。

如图1所示，对于上管为N管的buck电路，为了避免开关管Q导通后立即截止，往往需要为开关管配备一自举电容C_boost，以提供开关管Q的栅极与源极之间所需的压差V_boot。当开关管Q导通时，节点L_X的电压为V_in，由于自举电容C_boost的存在，在节点BS处的电压为节点L_X的电压加上自举电容C_boost两端的电压，即开关管Q的栅极电压为(V_in+V_boot)，开关管Q维持导通。当开关管Q关断时，节点LX接地，电源V_cc通过二极管D₁对自举电容C_boost充电，以维持自举电容C_boost两端的电压为V_boot。

然而，对于采用该结构的buck电路，在负载变小或空载，且输入电压启动较慢时，或者空载情况下，PWM驱动信号占空比较大时，在开关管Q关断期间，由于电流不连续或无电流，致使节点L_X的电压不够低，对自举电容C_boost的充电不足，自举电容C_boost两端的电压无法恢复到自举电压V_boot，导致无法驱动开关管Q正常工作，甚至烧毁器件。

为了克服该问题，一种公知的方法为在输出端加虚拟负载，这样即使在小负载或空载时，也存在一定的电流，使节点L_X在足够长的时间位于较低的电压，为自举电容C_boost充电。然而，该方法有着功耗较大的缺点。另一种公知的方法，如图2所示，加入开关管Q₂和比较器，并检测BS处的电压V_BS，通过比较器比较电压V_BS与预设电压V_uv、电压V_Lx的和,其中预设电压V_uv可用于欠压检测，其值大小可设为自举电压V_boot。当预设电压V_uv与电压V_LX之和大于电压V_BS时，导通开关管Q₂，拉低L_X处的电压，使自举电容C_boost充电。然而，在开关管Q₁导通时，开关管Q₂及其控制电路会产生较大的静态功耗，降低电源效率。

发明内容

本发明提供一种自举电容掉电恢复电路，能有效解决自举电容不能充电或充电不足的问题，并有着无静态功耗的优点。

本发明提供一种自举电容掉电恢复电路，用于包括第一开关管的开关电源电路，所述自举电容掉电恢复电路包括自举电容和第二开关管，其特征在于，进一步包括：

欠压检测电路，用于判断所述自举电容两端的电压是否为欠压状态，并产生检测信号；其中，当所述自举电容两端的电压为非欠压状态时，所述检测信号为有效；当所述自举电容两端的电压为欠压状态时，所述检测信号为无效；

逻辑信号电路，当所述检测信号为有效时，根据所述开关电源电路产生的主控信号和所述第二开关管的开关状态，产生第一控制信号；

第一控制电路，接收所述第一控制信号和所述检测信号，并根据所述第一控制信号和所述检测信号产生第一开关信号；当所述检测信号有效时，所述第一开关信号与所述第一控制信号状态相同，用于控制所述第一开关管的开通与关断；当所述检测信号无效时，所述第一开关信号为无效状态，用于控制所述第一开关管关断；