[发明专利]开关电源控制芯片以及开关电源控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及AC–DC开关电源类控制芯片技术领域，尤其涉及一种开关电源控制芯片以及开关电源控制系统。

背景技术

在开关电源领域，开关控制集成电路是整个电源系统的核心。在开关电源日益智能且高集成度的今天，许多应用领域都需要开关电源控制芯片具有结构简单，高可靠性，高效率等特点。目前，具有原边反馈又有源功率因素校正的恒流输出开关电源控制芯片是开关电源应用研究领域的热点，特别是LED照明驱动电源领域其研究重视程度更加突出。

目前实现功率因素校正（Power Factor Correction，简称PFC）主要有两种方式：一种是被动式无源器件功率因素校正，利用在开关电源的前级加入大电感或加入大的填谷电容以实现较高的功率因素，这种被动式无源功率因素校正一般体积较大，功率因素校正效果不明显。另有一种是主动式有源功率因素校正方式，该种方式利用开关电源控制芯片的内部相应的电路功能模块，使输入的交流电源的电流信号和电压信号的幅度相位保持一致，从而使整个功率因素达到或接近为1。

上述主动式有源功率因素校正的实现方法所采用的技术主要分为两级PFC和单级PFC。其中，两级PFC是利用第一级作为单独的PFC电路，即首先将输入电源的交流信号通过整流桥整流转变为波形类似馒头波的脉动直流信号，然后使用专门的PFC控制芯片获得较高的PF值（即功率因数值），而且第一级电路经过boost等变换会将交流的一部分能量转变成高压直流储，并存在电容中，实现高功率因素条件下的交流和高压直流的转换，接着第二级电路则实现传统的开关电源功能，将高压直流转换为低压直流并输出。而单级PFC是在转换高压交流至低压直流的过程中，同时对输入电流幅度和相位进行控制，以获得相对较高的功率因素。因此单级PFC比两级PFC集成度更高，系统简单，从而在成本方面更加有优势。在目前的小功率应用场合，单级有源功率因素校正方案具有其特殊的市场。

另外，开关电源系统输出环路控制包括副边反馈控制和原边反馈控制。其中，副边反馈控制是在电源的输出端加入TL431基准源、稳压二极管等元器件以直接采样输出端的电压电流信号，再经光耦元件将信号反馈至主控制芯片，从而实现稳定的电压电流输出。而原边反馈控制则是直接通过变压器的辅助绕组以检测输出端的信号，从而可以省去副边采样及反馈的元器件。

在开关电源应用方面主要有恒压和恒流方案。恒压方案是指在输出电流到达限流点之前输出电压保持不变。恒流方案是指在输出电压在控制范围内输出电流和负载大小无关，输出电流保持恒定。

现有技术需要在在脉动点（获取直流脉冲信号的某点）电连接一个分压电阻电路，会产生以下几个主要问题：（1）在高压端加分压采样电阻会增加待机功耗；（2）增加外围元件（例如两个分压电阻）；（3）增加芯片引脚，增加封装成本。另外，若采用分压电阻以采样输入端的信号，那么在开关电源控制芯片内部处理上会需要线性度很好的乘法器和高性能的运放模块，于是可能造成电路设计难度增加和芯片面积增大，并且导致芯片整体成本升高。

因此，根据功率因素、输出环路控制及应用方面考虑，需要提供一种原边反馈单级有源功率因素校正控制芯片，以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种开关电源控制芯片，它省去输入电压的采样引脚，通过直接采样开关电源控制芯片内部MOS场效应管开启时辅助绕组的电压信息以控制控制芯片的限流点相位及幅度，从而实现有源高功率因素控制以及高精度的恒流输出。

为实现上述的目的，本发明采用下述技术方案。