[发明专利]检测掉电与复电的电源控制器、电源供应器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关式电源供应器(switched mode power supply)，尤其涉及开关式电源供应器中，具有一多功能引脚的电源控制器。

背景技术

开关式电源供应器一般使用一功率开关来控制流经一电感元件的电流。跟一些其他的电源供应器相比，开关式电源供应器多半享有比较精巧的尺寸，并且有比较高的转换效率，因此广受业界的欢迎。

图1显示一已知的开关式电源供应器10，其具有返驰式(flyback)架构。桥式整流器20以全波整流的方式，将从电源插座来的交流电(AC)转换成直流(DC)的输入电源，以在一输入电源线IN上提供一输入电压V_IN，以及在一接地线GND上提供一接地电压。输入电压V_IN可能是一个定值，或是具有M状的波形。电源控制器26是一个集成电路，其具有引脚VCC、QRD、COMP、BNO/BOI以及GATE，用来跟周边的元件相连接。通过引脚GATE，电源控制器26提供脉冲宽度调制信号V_GATE，来周期地开关功率开关34。当功率开关34开启时，变压器中的初级侧绕组PRM储能。当功率开关34关闭时，变压器通过次级侧绕组SEC以及辅助绕组AUX释放能量，来建立一输出电源V_OUT给负载24，以及建立一操作电源V_CC给电源控制器26。

电阻28与30构成一电压除法器，用来检测在辅助绕组AUX上的跨压V_AUX，并据以在引脚QRD上提供一准谐振(quasi-resonance，QR)信号V_QRD，电源控制器26可以据以执行波谷切换(valley switching)，来降低功率开关34的切换损失(switch loss)。

输出电源V_OUT的调控(regulation)可以通过累积输出电源V_OUT跟一所期望的目标电压的差异，然后来调制(modulate)脉冲宽度调制信号V_GATE的工作周期(duty cycle)，而达成。电阻44与46对输出电源V_OUT进行除法，所产生的结果被LT431用来跟一内部参考电压(举例来说，2.5V)做比较，来产生误差信号。光耦合器42将误差信号从次级侧传递到初级侧，然后随时间累积在连接至引脚COMP的补偿电容50上。电阻52连接至电源控制器26内部中的一操作电源线VDD，可用来拉高补偿电压V_COMP，而光耦合器42则相反的可用来拉低补偿电压V_COMP。依据补偿电压V_COMP，PWM产生器40产生脉冲宽度调制信号V_GATE。

电阻53与54连接在输入电源线IN与接地线GND之间，用来提供掉电(brownout)与复电(brownin)检测。如同业界所知的，所谓掉电指的是电源供应系统中电压上的不足，不论是故意地或是非故意。举例来说，这样电压的不足，可能是因为市区电力系统供电中断所导致的一种结果。如果没有适当的防护，掉电很可能导致开关式电源供应器误动作。电源控制器26通过引脚BNO/BNI来检测输入电压V_IN。如果发现了掉电，那电源控制器26就持续地关闭功率开关34，停止电源转换来保护开关式电源供应器10。在此说明书中，复电指的是输入电压V_IN增加回复到一定程度，所以电源控制器26可以恢复周期性的开关功率开关34。举例来说，当输入电压V_IN低于60V的一掉电电压时，开关式电源供应器10停止电源转换；当输入电压V_IN恢复到超过70V的一复电电压时，开关式电源供应器10恢复开始开关功率开关34。

尽管电源供应器10可以准确地执行复电与掉电检测，但就是需要引脚BNO/BNI这多增加的引脚。引脚数目(pin count)可以决定了相当程度的集成电路成本，所以是非常重要的。一般业界都希望能够在不牺牲任何功能的条件下，尽量减少集成电路的引脚数目。

发明内容