开关电源控制方法、电源管理芯片和开关电源与流程

本发明涉及开关电源管理芯片，尤其涉及一种开关电源控制方法、电源管理芯片和开关电源。

背景技术：

1、当开关电源的输入到储能器(即电感或者变压器)的输入电压不同时，会导致整个开关电源的最大输出功率或者恒流输出电流随着输入电压的不同而发生变化，一般表现为，输入高压越高开关电源的最大输出功率或者恒流输出电流也越高，导致负载存在过功率或欠功率运行的缺陷。为了补偿输入电压的变化，在相关技术中，一般具有两种做法。1、参见图1，通过电压反馈引脚(即fb引脚)与储能器107中的辅助绕组配合，从而获取次级绕组输出的电压值，进而通过调整功率开关管的驱动信号来精准控制开关电源的输出。2、参见图2，通过电压检测引脚(即vl引脚)来直接采集输入电压的大小，并以此来控制驱动信号，进而精准控制开关电源的输出。

2、然而，无论采用何种方式，其本质均是需要电源管理芯片用到额外的引脚来补偿输入电压或者输出电压的不同，然而由于现有的电源管理芯片为了节省制造成本，以降低售价，从而提高产品竞争力，部分电源管理芯片选择采用更少引脚的封装，以6个引脚封装的电源管理芯片为例，除去必要的引脚后，无额外引脚来实现输入电压或输出电压的补偿功能，所以在内部设计了输出补偿电路，用以补偿输入电压引起的最大输出功率或者恒流输出电流的变化，该方案通常是通过修改外部储能器感量来实现微调输出，因而难以精准控制输出，且调试十分不方便。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种开关电源控制方法、电源管理芯片和开关电源。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源控制方法，用于电源管理芯片，所述电源管理芯片包括电流采样引脚cs，所述电流采样引脚cs经电阻器连接至开关电源的电流采样电阻，所述开关电源控制方法包括：

3、获取所述电源管理芯片中与功率开关管开启和关闭相关的设定内部运行数据；

4、根据所述设定内部运行数据的变化确定受控电流信号；

5、通过所述电流采样引脚cs将所述受控电流信号输入至所述电阻器，使所述电阻器的两端产生压差，以通过所述压差对所述电流采样电阻两端的电压值进行补偿，以限制所述功率开关管的最大峰值电流；其中，所述电阻器的阻值根据开关电源的最大输出功率变化或者恒流输出电流变化确定，所述压差的大小由所述受控电流信号及所述电阻器的大小共同决定。

6、优选地，所述受控电流信号为随着所述功率开关管的开启时间逐渐减小的正电流信号或者逐渐增大的负电流信号。

7、优选地，所述设定内部运行数据包括所述功率开关管的驱动信号；

8、所述根据设定内部运行数据的变化确定受控电流信号，包括：

9、根据所述驱动信号的电平变化确定受控电流信号在每个开关周期中的变化时间区间；其中，所述受控电流信号的起始变化时刻在对应开关周期内的高电平持续时间段内。

10、优选地，所述根据驱动信号的电平变化确定受控电流信号在每个开关周期中的变化时间区间，包括：

11、将所述驱动信号的上升沿到来时刻设置所述受控电流信号的起始变化时刻；或者

12、将所述驱动信号的上升沿到来时且延时设定时间后的时刻设置为所述受控电流信号的起始变化时刻；或者

13、将所述驱动信号的占空比增至设定占空比的时刻设置为所述受控电流信号的起始变化时刻。

14、优选地，所述开关电源控制方法还包括：

15、采集所述电流采样引脚cs的引脚电压，且在每个开关周期中判断所述引脚电压是否大于预设基准电压，若是则将驱动信号置为低电平，并持续到下一个开关周期的起始时刻。

16、本发明还构造了一种电源管理芯片，用于开关电源，所述开关电源包括电流采样电阻，所述开关电源还包括串联在所述电源管理芯片的电流采样引脚cs与所述电流采样电阻之间的电阻器，所述电源管理芯片包括：

17、受控电流输出电路，与所述电流采样引脚cs连接，用于获取所述电源管理芯片中与功率开关管开启和关闭相关的设定内部运行数据，以根据设定内部运行数据的变化确定受控电流信号，并通过所述电流采样引脚cs将所述受控电流信号输入至所述电阻器，使所述电阻器的两端产生压差，以通过所述压差对所述电流采样电阻两端的电压值进行补偿；其中，所述电阻器的阻值根据开关电源的最大输出功率变化或者恒流输出电流变化确定，所述压差的大小由所述受控电流信号及所述电阻器的大小共同决定。

18、优选地，所述设定内部运行数据包括所述功率开关管的驱动信号；

19、所述受控电流输出电路包括：

20、锯齿波生成单元，用于生成与所述驱动信号的各个开关周期同步的锯齿波；

21、转换单元，与所述锯齿波生成单元连接，用于基于所述锯齿波输出第一电流信号；以及

22、输出单元，与所述转换单元和所述电流采样引脚cs连接，用于基于所述第一电流信号向所述电阻器输入所述受控电流信号。

23、优选地，所述输出单元包括第一可控电流源或者第二可控电流源；

24、所述第一可控电流源包括：

25、第三电流源，用于输出第一恒流信号；

26、第二电流镜，与所述转换单元和所述第三电流源连接，用于根据所述第一电流信号输出分流信号，并通过所述分流信号对所述第一恒流信号进行分流；以及

27、第一隔离单元，其一端连接所述第二电流镜与所述第三电流源的连接节点，其另一端连接所述电流采样引脚cs，用于将分流后的第一恒流信号输入至所述电阻器，且防止电流从而所述电流采样引脚cs返流至所述第二电流镜和所述第三电流源；

28、所述第二可控电流源包括：

29、第三电流镜，与所述转换单元和所述电流采样引脚cs连接，用于根据所述第一电流信号生成负分流信号，并将所述负分流信号输入至所述电阻器。

30、优选地，所述第一可控电流源还包括：

31、第一受控电流源，和所述第二电流镜与所述转换单元的连接节点连接，用于对输入至所述第二电流镜的第一电流信号进行分流；

32、所述第二可控电流源还包括：

33、第二受控电流源，与所述第三电流镜与所述转换单元的连接节点连接，用于对输入至所述第三电流镜的第一电流信号进行分流。

34、本发明还构造了一种开关电源，包括以上所述的所述电源管理芯片。

35、实施本发明具有以下有益效果：提供了一种开关电源控制方法，适用于电源管理芯片，将电源管理芯片的电流采样引脚cs经电阻器连接至开关电源的电流采样电阻后，可以在不增加芯片引脚的情况下，使用户可通过调节电阻器的阻值来对开关电源的最大输出功率或者恒流输出电流实现精准调节，不仅调试简单，还有助于降低电源管理芯片造价，提高产品竞争力。

技术特征：

1.一种开关电源控制方法，用于电源管理芯片，所述电源管理芯片包括电流采样引脚cs，其特征在于，所述电流采样引脚cs经电阻器(104)连接至开关电源的电流采样电阻(103)，所述开关电源控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述受控电流信号为随着所述功率开关管(102)的开启时间逐渐减小的正电流信号或者逐渐增大的负电流信号。

3.根据权利要求2所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述设定内部运行数据包括所述功率开关管(102)的驱动信号；

4.根据权利要求3所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述根据驱动信号的电平变化确定受控电流信号在每个开关周期中的变化时间区间，包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的开关电源控制方法，其特征在于，还包括：

6.一种电源管理芯片，用于开关电源，所述开关电源包括电流采样电阻(103)，其特征在于，所述开关电源还包括串联在所述电源管理芯片的电流采样引脚cs与所述电流采样电阻(103)之间的电阻器(104)，所述电源管理芯片包括：

7.根据权利要求6所述的电源管理芯片，其特征在于，所述设定内部运行数据包括所述功率开关管(102)的驱动信号；

8.根据权利要求7所述的电源管理芯片，其特征在于，所述输出单元(304)包括第一可控电流源或者第二可控电流源；

9.根据权利要求8所述的电源管理芯片，其特征在于，所述第一可控电流源还包括：

10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求6至9任一项所述的所述电源管理芯片。

技术总结本发明涉及开关电源控制方法、开关电源管理芯片和开关电源，所述电源管理芯片包括电流采样引脚CS，所述电流采样引脚CS经电阻器连接至开关电源的电流采样电阻，其方法包括：获取所述电源管理芯片中与功率开关管开启和关闭相关的设定内部运行数据；根据所述设定内部运行数据的变化确定受控电流信号；通过所述电流采样引脚CS将所述受控电流信号输入至所述电阻器，使所述电阻器的两端产生压差，以通过所述压差对所述电流采样电阻两端的电压值进行补偿，以限制所述功率开关管的最大峰值电流。本发明可以在不增加芯片引脚的情况下，使用户可通过调节电阻器的阻值来对开关电源的最大输出功率或者恒流输出电流实现精准调节。技术研发人员：任智谋,李友玲,雷晓华受保护的技术使用者：深圳市菱奇半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23