[发明专利]无辅助供电的开关电源IC、控制方法及其开关电源

说明书

本发明公开了一种无辅助供电的开关电源IC、控制方法及其开关电源，其特征在于，该IC分别驱动开关管的源极【或发射极】和栅极【或基极】，有一个整流子电路一端与该IC的供电端相连，另一端与源极【或发射极】相连，利用栅极电容存储效应【或双极三极管的存储周期效应】，在开关电源开周期内向该IC供电端供电，供电周期可以在开周期内任意位置【或者开关管采用双极三极管则在开周期末期】。涉及：所述IC电源控制、电流峰值控制、检测反激周期结束点、检测谷底位置、输出短路或开路、避免RDC电路C发声等方法；一种无辅助供电、原边反馈、变压器主绕组作为反馈绕组的开关电源；一种无辅助供电、动态输出光耦电流检测光耦反馈输出的开关电源；等等。

技术领域

本发明涉及电力电子中的开关电源技术领域，尤其涉及一种无辅助供电【英文AUXLESS】的开关电源IC、控制方法及其开关电源，特别是采用单端式(包括单端反激式和单端正激式)的开关电源。

背景技术

关于开关电源：DC-DC【直流-直流】，或AC-DC【交流-直流】变换；隔离式，非隔离式；升压【英文称Boost】，降压【英文称Buck】；脉冲频率调节【英文简称PFM】，脉冲宽度调节【英文简称PWM】，PFM与PWM混合，甚至为了降低待机功耗而采用突发模式、降频模式；电压型和电流型控制模式，连续电流模式【英文称CCM】，非连续电流模式【英文称DCM】，临界电流模式【英文称CRM】；恒压输出【英文简称CV，适合电源适配器】、恒流输出【英文简称CC，非常适合LED灯驱动】、恒流/恒压输出【英文简称CC/CV，适合手机充电器等】；单端反激式，单端正激式，推挽式，半桥式，全桥式；硬开关，软开关(或谐振开关、或零开关)；等分类或定义。无论公知技术如何分类和定义，如何使用变换电路和控制技术，开关电源电路均可简化为：变换电路，包括功率管、变压器或电感、一路或一路以上整流滤波输出电路，其中，功率管，单端式有一只功率管，双端式有多只功率管，采用软开关变换还有一只或一只以上辅助功率管，电感，用于简单的非隔离DC-DC变换，变换电路的确定意味着该开关电源采用电感或单端式或双端式、硬开关或软开关等；(电压或电流等)反馈电路，包括采样电路、误差放大器，有时还有反馈隔离电路，采样电路采样输出电路的电压或电流等信号送误差放大器比较和放大，误差放大器输出误差信号；控制电路，包括脉冲调制电路和驱动电路，有PFM和PWM、并根据误差信号生成基本脉冲，采用双端式还有分频互补双脉冲生成电路，采用软开关变换还有软开关多脉冲生成电路，基本脉冲或双脉冲或多脉冲送驱动电路驱动功率管，一般地，误差信号越大，脉冲占空比越大，功率管峰值电流越高。

所谓无辅助供电的开关电源IC，是指无需外部元件【通常有整流二极管，参见图2中D2；如果是变压器方案还有辅助供电绕组，参见图7、10】随开关周期向IC供电的开关电源IC。更严格的，由启动电阻提供稍大工作电流也不属于无辅助供电的范畴，特别是考虑成本和待机功耗，这样的电路是不合适的。

目前，无辅助供电的开关电源IC，只有采用MOS功率管为开关管的LED灯驱动方案【这是因为LED灯驱动没有待机要求】，仅适用于恒流输出的LED灯，其中MOS功率管均采用源极驱动。参见图1、6，其中，图1公知MOS功率管采用源极驱动，图6是目前在变压器方案中性价比最高。图1、6不是严格意义上无辅助供电的，工作时还是有一个高压启动电阻来供电，只是采用低静态电流设计和源极驱动，只需稍小的工作电流而已。而且目前的方案没有适合需CV或者CC/CV的开关电源。

如需CV或者CC/CV，无论是有光耦反馈、还是无光耦反馈，目前还没有无辅助供电的开关电源IC及应用方案。其中图7是目前在手机充电器方案中性价比最高。

目前对于待机功耗的要求越来越高，因此开关电源方案需要采用降频、和突发模式，这样容易有可听噪声问题，特别是电容发声问题【这里的电容，如图6中IC漏极驱动，所接电阻R、二极管D、电容C构成变压器漏感吸收回路，俗称RDC电路，其中的电容C容易发声】。

发明内容