[发明专利]一种辅助供电的控制方法及其控制电路

说明书

一种辅助供电的控制方法及其控制电路，适用于能够通过辅助绕组供电的电源供电系统。本发明实时检测电源供电系统的供电电压，当供电电压低于阈值电压时进行电感升压控制，利用第一电感组成升压电路抬升辅助绕组的电压，第一电容上的电压上升；通过控制第一开关将第一电感连接到供电系统的供电端抬升供电电压，维持供电电压不低于阈值电压；检测第一电容上的电压，当第一电容上的电压不能维持供电电压不低于阈值电压时，强制电源供电系统为第一电容充电；当第一电容上的电压通过第一电感和第一开关后的值大于阈值电压时，停止升压控制，利用第一电容为供电电压直通供电。本发明具有高效率、低成本、易于集成的特点，且降低了芯片对工艺电压的要求。

技术领域

本发明属于集成电路电源技术领域，涉及一种辅助供电的控制方法和一种辅助供电的控制电路，适用于通过辅助绕组供电的电源供电系统。

背景技术

开关电源中，通过辅助绕组供电的有AC-DC、DC-DC芯片的电源供电系统，包括LLC、PFC、Flyback等。以Flyback(反激式变换器)为例，反激式变换器又称单端反激式或Buck-Boost变换器，因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。反激式变换器以其电路结构简单、成本低廉，在小功率电源以及各种电源适配器中得到广泛应用。

反激式变换器启动阶段，一般通过启动电阻或者JFET(结型场效应管)从母线电压VBUS处取电，母线电压VBUS是反激式变换器的输入电压，启动后，由辅组绕组进行正常供电。但是辅组绕组的电压受制于输出电压Vout的变化，导致反激式变换器产生的供电电压VDD也是变化的。反激式变换器的供电电压VDD的电压值约等于Na/Ns*Vout，其中Na为反激式变换器辅组绕组的匝数，Ns为反激式变换器输出次级绕组匝数。当Vout从3V到21V变换的情况下，意味着VDD的范围也变换较大，VDD最小值工作电压10V，意味着VDD在输出3V的情况下是10V，在输出21V的时候，会高达70V。高的电压意味着对VDD引脚的耐压要求高，工艺耐压要求高；VDD内部供电电流不变的情况下，高的电压意味着高的损耗Ploss＝VI，高损耗所带来的发热也是较大的问题。

下面给出三种现有技术中基于反激式变换器的供电方法。

第一种是直接供电方法，如图1所示，这种方式辅组绕组的电压受制于反激式变换器输出电压Vout的变化，VDD的电压值约等于Na/Ns*Vout。该方案变压器绕组输出电压范围太宽、对芯片的耐压要求高、效率低，不适用于输出电压范围比较宽的应用场合。

第二种是LDO(低压差线性稳压器)方式供电，如图2所示，但是因为LDO的效率一般较低，故此方案虽可应用于输出电压范围较宽的场合，但是会影响整个系统的效率。可见该方案的不足之处是增加了额外器件，效率低。

第三种是改进LDO方式供电，如图3所示，此方案既解决了效率问题，又可应用于输出电压范围较宽的应用场合，但是由于增加了一组变压器的辅助绕组和两个二极管，故成本较高。

发明内容

针对上述通过辅助绕组供电的电源供电系统使用的供电方法中存在的受输出电压范围限制的不足之处、以及在效率成本等方面的要求，本发明提出一种辅助供电的控制方法及其控制电路，在变压器绕组供电的基础上，引入电感器件，通过开关电感的电压转换方式实现对辅组绕组电压的抬升，以满足在辅助绕组电压宽范围变化时芯片可以正常供电；同时由于电感自身并不产生能量损耗，可以实现极高的效率。

下面是本发明提出的一种辅助供电的控制方法的技术方案：

一种辅助供电的控制方法，适用于能够通过辅助绕组供电的电源供电系统，

所述电源供电系统的辅助绕组单元包括辅助绕组、第一二极管、第一电感和第一电容，辅助绕组一端接地，另一端连接第一二极管的阳极；第一电感一端连接第一二极管的阴极并通过第一电容后接地，另一端通过第一开关后连接所述电源供电系统的供电端；

所述辅助供电的控制方法包括如下步骤：