专利名称：开关电源及其脉冲宽度调制控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及AC-DC的电源管理领域，更具体地说，涉及采用脉宽 调制方式进行电源变换的电源管理领域，尤其是小功率发射极或源极驱动 的AC-DC开关电源及其脉沖宽度调制控制器。
背景技术：
目前，脉冲宽度调制PWM电源控制技术多采用基极或栅极驱动，短 路保护都是通过检测反馈端电压或电流检测端电压来实现。当其电压超过 一定域值电压并能保持一段时间，控制芯片判断系统输出短路，系统进入 启动模式，经过相对较长的启动时间后系统运行建立，同时检测电压，若 系统短路故障依然存在则经过延时，系统再一次进入启动。当光耦短路断 路时其保护机理也同样。这种保护方式带来的缺陷是第一，在短路检测 时，延时期间系统保持最大的功率损耗，特别对于小功率电源容易造成器 件损坏和炸机。第二，使控制芯片结构复杂，需要增加额外延时和控制电 路。
对于发射极或源极驱动电源电路，控制芯片的电源输入端VCC与输出 反馈端合用，输出短路时输出反馈端电压下降，通过设定欠压UVLO阈值 电压，当VCC电压小于该欠压UVLO阈值电压时，判断输出短路，系统 进入启动模式。电路启动是通过系统启动电路并由发射极或源极对VCC进 行緩慢充电，抬升至预设启动电压后，系统工作。当光耦短路或断路时， VCC下降至UVLO阈值后系统重新启动，由于电路中的辅助线圏一直提供 足够的能量，启动电路电压很高，VCC瞬间被抬升至启动电压，系统开始 工作。在此状态下，系统耗费大量功率和承受大的电压应力，严重时可导 致器件损坏或炸机。
实用新型内容
本实用新型提供新型的PWM控制器以及使用该种PWM控制器开关 电源电路，改进了开关电源的启动模式，使系统在不增加额外器件的条件 下，实现光耦短路断路保护，同时进一 步改善了系统的输出短路保护。
根据本实用新型的第一方面，提供一种脉冲宽度调制PWM控制器， 包括4个端口电压输入端、电压输出端、放电端和地端，该PWM控制 器包括
启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；
误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；
带隙基准电路，提供所述参考电压； 振荡器，产生本地振荡频率；
PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器以及 振荡器的输出；
驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动； 开关管，连接到驱动电路；
第二欠压比较器，正输入端连接误差放大器的正输入端，负输入 端连接所述参考电压；
放电控制电路，连接到第二欠压比较器的输出，还连接到启动模
块；
逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器的第一欠压比较器的正 输入端通过第一电阻连接到电压输入端；误差放大器的正输入端通过第二 电阻连接到第 一欠压比较器的正输入端，输入误差放大器的正输入端的电 压为误差电压；第二欠压比较器的正输入端通过第三电阻连接到误差放大 器的正输入端；逻辑控制管通过第四电阻连接到放电端。
根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器的第二欠压比较器的正 输入端还通过第四电阻连接到地端；开关管通过第五电阻连接到地端。
根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器在发生短路时，电压输 入端的电压下降至第一欠压电压，第一欠压比较器翻转，PWM逻辑控制模 块关断系统工作但不进行重起，同时逻辑控制管开启，放电端放电使放电 端电压置零，第四电阻控制限流；当电压输入端电压继续下降至第二欠压 电压时，第二欠压比较器翻转，逻辑控制管关断，同时启动模块被开启， 系统进行重起。
根据本实用新型的第二方面，提供一种开关电源， 一启动电路连接到 一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路，将变压器副边的输出信 号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制器，该PWM控制器包 括
电压输入端、电压输出端、放电端和地端，该PWM控制器包括 启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；
误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；
带隙基准电路，提供所述参考电压； 振荡器，产生本地振荡频率；
PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器以及 振荡器的输出；
驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动； 开关管，连接到驱动电路；
第二欠压比较器，正输入端连接误差放大器的正输入端，负输入 端连接所述参考电压；
放电控制电路，连接到第二欠压比较器的输出，还连接到启动模
块； 逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本实用新型的第三方面，提供一种脉冲宽度调制PWM控制器，
其特征在于，包括4个端口电压输入端、电压输出端、放电端和地端，
该PWM控制器包括
启动模块，连4妻在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到 一参考电压；
误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输
入端连接所述参考电压；
带隙基准电路，提供所述参考电压；
振荡器，连接到启动模块和第一欠压比较器的输出，产生本地振 荡频率；
采样保持电路，连接到启动模块的输出；
PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器、振 荡器以及采样保持电路的输出；
驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动；
开关管，连接到驱动电路；
第三欠压比较器，正输入端连接采样保持电路的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；
放电控制电路，连接到第三欠压比较器的输出，还连接到PWM 逻辑控制模块；
逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。 根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器中的第一欠压比较器的 正输入端通过第一电阻连接到电压输入端；误差放大器的正输入端通过第 二电阻连接到第一欠压比较器的正输入端，输入误差放大器的正输入端的 电压为误差电压；逻辑控制管通过第四电阻连接到放电端。
根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器中的误差放大器的正输 入端还通过第三电阻连接到地端；开关管通过第五电阻连接到地端。
根据本实用新型的一实施例，该PWM控制器中的采样保持电路每个 周期采样保持电压输出端的电压，并与一阈值电压比较，当短路时电压输 出端电压将升高，当电压输出端电压高于所述阈值电压时，第三欠压比较 器翻转，放电控制电路关断PWM逻辑控制模块停止工作，同时打开逻辑 控制管，放电端放电；当电压输入端电压降至欠压电压时，第一欠压比较
器翻转，进行重起。
根据本实用新型的第四方面，提供一种开关电源， 一启动电路连接到 一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路，将变压器副边的输出信
号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制器，该PWM控制器包 括
启动模块，连接在电压输入端和电压输出端之间； 第一欠压比较器，正输入端连接到电压输入端，负输入端连接到
一参考电压；
误差放大器，正输入端连接到第一欠压比较器的正输入端，负输
入端连接所述参考电压；
带隙基准电路，提供所述参考电压；
振荡器，连接到启动模块和第一欠压比较器的输出，产生本地振 荡频率；
采样保持电路，连接到启动模块的输出；
PWM逻辑控制模块，连接到第一欠压比较器、误差放大器、振 荡器以及采样保持电路的输出；
驱动电路，连接到PWM逻辑控制模块的输出，由PWM逻辑控 制模块输出的PWM信号进行驱动；
开关管，连接到驱动电路；
第三欠压比较器，正输入端连接采样保持电路的正输入端，负输 入端连接所述参考电压；
放电控制电路，连接到第三欠压比较器的输出，还连接到PWM 逻辑控制模块；
逻辑控制管，连接到放电控制电路的输出，还连接到放电端。
本实用新型提供的两种PWM控制器以及分别使用这两种PWM控制 器的开关电源改进了开关电源的启动模式，使系统在不增加额外器件的条 件下，实现光耦短路断路保护，同时进一步改善了系统的输出短路保护。
其中，在一种PWM控制器以及采用该种PWM控制器的开关电路的 实现方式中，检测到电压输入端电压下降至第 一欠压阈值电压后系统关断 停止工作但不重起，电压输入端电压继续下降至第二欠压阈值电压后系统 进入启动模式，在电压输入端电压由第一欠压阈值电压下降至第二欠压阈 值电压期间PWM控制芯片将系统包括启动电路设置成初始状态，以确保 下一周期系统进行完整的启动过程，从而降低短路功耗和电流电压，达到 保护的目的。
在一种PWM控制器以及采用该种PWM控制器的开关电路的实现方 式中，PWM控制器监测开关管发射极或源端电压，当检测其大于一阈值电 压时，系统停止工作并将启动电路初始化，当电压输入端电压降至欠压阈 值电压时，系统进行重新启动。
本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过
以下结合附图 对实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相 同的特征，其中
图1示出了根据本实用新型的一实施例的PWM控制器的结构图； 图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的PWM控制器的结构图； 图3示出了具有光耦短路断路保护的发射极驱动反激式AD-DC开关 电源结构图4示出了根据本实用新型的开关电源电路中重要电压节点的波形图。
具体实施方式
首先参考图1所示，图1示出了根据本实用新型的一实施例的PWM 控制器的结构图。其是一种脉冲宽度调制PWM控制器，其特征在于，包
括4个端口电压输入端VCC、电压输出端VOUT、放电端VA和地端 GND,该PWM控制器包括
启动模块201,连接在电压输入端VCC和电压输出端VOUT之间；
第一欠压比较器(UVLO) 202,正输入端连接到电压输入端VCC, 负输入端连接到 一参考电压Vref;根据图1所示的实施例，第 一欠压比较 器202的正输入端通过第一电阻212连接到电压输入端VCC;
误差放大器204，正输入端连接到第一欠压比较器202的正输入端， 负输入端连接参考电压Vref;误差放大器204的正输入端通过第二电阻213 连接到第一欠压比较器202的正输入端，输入误差放大器204的正输入端 的电压为误差电压VCC_Err，即，电压输入端VCC通过第 一电阻212和 第二电阻213之后的电压为误差电压VCC—Err;
带隙基准电路(Band Gap) 205,提供参考电压Vref;参考图1所示 的实施例，上述的参考电压Vref被提供给第一欠压比较器202、误差放大 器204和第二欠压比较器209的负输入端；
振荡器203,产生本地振荡频率；参考图1所示的实施例，该本地振 荡频率被提供给PWM逻辑控制模块206;
PWM逻辑控制模块206,连接到第一欠压比较器202、误差放大器 204以及振荡器203的输出；
驱动电路207，连接到PWM逻辑控制模块206的输出，由PWM逻 辑控制模块206输出的PWM信号进行驱动；
开关管208，连接到驱动电路207;
第二欠压比较器(UVLO) 209，正输入端连接误差放大器204的正输 入端，负输入端连接参考电压Vref;参考图1所示的实施例，第二欠压比 较器209的正输入端通过第三电阻214连接到误差放大器204的正输入 端；
放电控制电路210,连接到第二欠压比较器209的输出，还连接到启 动模块201;
逻辑控制管211，连接到放电控制电路210的输出，还连接到放电端 (VA);根据图1所示的实施例，逻辑控制管211通过第四电阻216.连
接到放电端VA;
继续参考图1所示的实施例，第二欠压比较器209的正输入端还通过 第四电阻215连接到地端GND;而开关管208还通过第五电阻217连接 到地端GND。
根据一实施例，该开关管208和逻辑控制管211都采用MOS关实现。 上述PWM控制器的工作原理如下
当发生短路时，比如由于光耦发生短路时，电压输入端VCC的电压下 降至第一欠压电压，第一欠压比较器202翻转，PWM逻辑控制模块206 关断系统工作但不进行重起，同时逻辑控制管211开启，放电端VA放电 使放电端VA电压置零，第四电阻216控制限流；
电压输入端VCC电压继续下降至第二欠压电压时，第二欠压比较器 209翻转，逻辑控制管211关断，同时启动模块201被开启，系统进行重 起。
采用上述的图1所示的PWM控制器，本实用新型还提供一种开关电 源， 一启动电路连接到一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路， 将变压器副边的输出信号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制器。
参考图3所示，图3示出了具有光耦短路断路保护的发射极驱动反激 式AD-DC开关电源结构图。
其中，启动电路位于变压器102的源边，启动电路包括电阻103、电 阻106、电容111和功率开关管124。启动电路通过一组辅助的器件，包 括电阻104、电阻105、 二极管118、 二极管122、电容114连接到变 压器102的源边。
变压器102的副边具有一反馈电路，反馈电路包括电阻108、电阻109、 电容117、电压基准电路121和光耦101。反馈电路也通过一组辅助的器 件，包括电阻107、电容115>电容116、 二极管120、电感123连接 到变压器102的副边。其中，该光耦101包括四个外部端口第一端口 11， 连接到PWM控制器的放电输出端VA;第二端口 12,连接到PWM控制 器的电压输入端VCC;第三端口 13,通过电阻107和二极管120连接到
变压器102的副边；第四端口 14,连接到反馈电路。
PWM控制器100,通过一组辅助器件连接到变压器102的源边和光 耦101。该组辅助器件包括电容112、电容113和电阻110。
其中，该PWM控制器100的结构可以如图1所示，包括4个外部端 口电压输入端VCC、电压输出端VOUT、放电端VA和地端GND,该 PWM控制器的内部结构包括
启动模块201，连接在电压输入端VCC和电压输出端VOUT之
间；
第一欠压比较器(UVLO)202，正输入端连接到电压输入端VCC， 负输入端连接到一参考电压Vref;第一欠压比较器202的正输入端通 过第一电阻212连接到电压输入端VCC;
误差放大器204,正输入端连接到第一欠压比较器202的正输入 端，负输入端连接参考电压Vref;误差放大器204的正输入端通过第 二电阻213连接到第一欠压比较器202的正输入端，输入误差放大器 204的正输入端的电压为误差电压VCC—Err，即，电压输入端VCC 通过第一电阻212和第二电阻213之后的电压为误差电压VCC—Err;
带隙基准电路205，提供参考电压Vref;上述的参考电压Vref被 提供给第一欠压比较器202、误差放大器204和第二欠压比较器209 的负输入端；
振荡器203,产生本地振荡频率；该本地振荡频率被提供给PWM 逻辑控制模块206;
PWM逻辑控制模块206,连接到第一欠压比较器202、误差放大 器204以及振荡器203的输出；
驱动电路207,连接到PWM逻辑控制模块206的输出，由PWM 逻辑控制模块206输出的PWM信号进行驱动；
开关管208,连接到驱动电路207;
第二欠压比较器(UVLO) 209,正输入端连接误差放大器204的 正输入端，负输入端连接参考电压Vref;第二欠压比较器209的正输 入端通过第三电阻214连接到误差放大器204的正输入端；放电控制电路210,连接到第二欠压比较器209的输出，还连接
到启动模块201;
逻辑控制管211,连接到放电控制电路210的输出，还连接到放 电端(VA);逻辑控制管211通过第四电阻216连接到放电端VA;
该第二欠压比较器209的正输入端还通过第四电阻215连接到地 端GND;而开关管208还通过第五电阻217连接到地端GND。
根据一实施例，该开关管208和逻辑控制管211都采用MOS关 实现。
如图3所示的开关电源电路，其中的主要部件包括PWM控制器100、 光耦101、变压器102、功率开关管124。由电阻108、 109，电容117， 电压基准电路121和光耦101组成的反馈电路将变压器102副边输出信号 反馈至变压器102源边的PWM控制器100的电源输入端VCC， PWM控 制器100根据电源输入端VCC电压的高低调节功率开关管124的导通占 空比从而达到调整输出的目的。同时电压输入端VCC为PWM控制器100 提供电源。启动电路由电阻103、 106，电容111和功率开关管124组成。 电源加电或系统重起时，输入电压经电阻103对电容111緩慢充电，PWM 控制器100的电源输出端OUT通过开关管124跟随放电输出端VA电压 抬升。再通过内部的PWM控制器100内部的启动模块201，电源输入端 VCC也跟随电源输出端OUT电压上升，达到设定的电源输出端VCC阈值 电压Vs后PWM控制器100启动，脉沖输出同时关断启动电路隔离电源 输出端OUT和电源输入端VCC，系统正常工作。
当开关电源电路工作时，光耦101发生故障后有两种状态。 一种是光 耦101的第一端口 11与第二段口 12短路，放电输出端VA电压被电源输 入端VCC嵌位拉低，从而关闭开关管124,由于没有脉冲，变压器102 副边没有能量供给电源输入端VCC，导致电源输入端VCC电压下降，当 降至阈值，即第一欠压电压UVLO时，PWM控制器100内的第一欠压比 较器202反转，输出信号关断PWM内部电路，系统进入重启模式，由于 放电输出端VA被电源输入端VCC嵌位，系统无法重新启动，而形成保护。
当光耦101发生其他的短路断路时，系统电源输入端VCC将得不到
能量而导致电压下降，同时放电端VA由于辅助线圏持续提供电流而升高。
图3所示的开关电源利用PWM控制器的设计，来检测光耦的故障，并控
制系统动作进行保护。
参考图2,图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的PWM控制 器的结构图。其也是一种脉冲宽度调制PWM控制器，包括4个端口电 压输入端VCC、电压输出端VOUT、放电端VA和地端GND，该PWM控
制器包括
启动模块201,连接在电压输入端VCC和电压输出端VOUT之间；
第一欠压比较器202，正输入端连接到电压输入端VCC,负输入端连 接到一参考电压Vref;参考图2所示的实施例，第一欠压比较器202的正 输入端通过第一电阻212连接到电压输入端VCC;
误差放大器204,正输入端连接到第一欠压比较器202的正输入端， 负输入端连接所述参考电压Vref;参考图2所示的实施例，误差放大器204 的正输入端通过第二电阻213连接到第一欠压比较器202的正输入端，输 入误差放大器204的正输入端的电压为误差电压VCC—Err;
带隙基准电路205,提供所述参考电压Vref;
振荡器203，连接到启动模块201和第一欠压比较器202的输出，产 生本地振荡频率；
采样保持电路220，连接到启动模块201的输出；
PWM逻辑控制模块206,连接到第一欠压比较器202、误差放大器 204、振荡器203以及采样保持电路220的输出；
驱动电路207，连接到PWM逻辑控制模块206的输出，由PWM逻 辑控制模块206输出的PWM信号进行驱动；
开关管208，连接到驱动电路207;
第三欠压比较器221，正输入端连接采样保持电路220的正输入端， 负输入端连接所述参考电压Vref;
放电控制电路210，连接到第三欠压比较器221的输出，还连接到 PWM逻辑控制模块206;
逻辑控制管211，连接到放电控制电路210的输出，还连接到疼,电端 VA;参考图2所示的实施例，逻辑控制管211通过第四电阻216连接到 放电端VA。
继续参考图2,误差放大器204的正输入端还通过第三电阻214连接 到地端GND;开关管208通过第五电阻217连接到地端GND。 上述PWM控制器的工作原理如下
采样保持电路220每个周期采样保持电压输出端OUT的电压，并与 一阈值电压比较，当短路时电压输出端OUT电压将升高，当电压输出端 OUT电压高于所述阈值电压时，第三欠压比较器221翻转，放电控制电路 210关断PWM逻辑控制模块206停止工作，同时打开逻辑控制管211, 放电端VA放电；当电压输入端VCC电压降至欠压电压时，第一欠压比较 器202翻转，进行重起。
采用上述的图2所示的PWM控制器，本实用新型还提供一种开关电 源， 一启动电路连接到一变压器的源边，变压器的副边具有一反馈电路， 将变压器副边的输出信号通过一光耦反馈到位于变压器源边的PWM控制 器。
参考图3所示，图3示出了具有光耦短路断路保护的发射极驱动反激 式AD-DC开关电源结构图。
其中，启动电路位于变压器102的源边，启动电路包括电阻103、电 阻106、电容111和功率开关管124。启动电路通过一组辅助的器件，包 括电阻104、电阻105、 二极管118、 二极管122、电容114连接到变 压器102的源边。
变压器102的副边具有一反馈电路，反馈电路包括电阻108、电阻109、 电容117、电压基准电路121和光耦101。反馈电路也通过一组辅助的器 件，包括电阻107、电容115、电容116、 二极管120、电感123连接 到变压器102的副边。其中，该光耦101包括四个外部端口第一端口 11， 连接到PWM控制器的放电输出端VA;第二端口 12,连接到PWM控制 器的电压输入端VCC;第三端口 13，通过电阻107和二极管120连接到 变压器102的副边；第四端口 14,连接到反馈电路。
PWM控制器100，通过一组辅助器件连接到变压器102的源边和光
耦101。该组辅助器件包括电容112、电容113和电阻110。
其中，该PWM控制器100的结构可以如图1所示，包括4个外部端 口电压输入端VCC、电压输出端VOUT、放电端VA和地端GND，该 PWM控制器的内部结构包括
启动模块201,连接在电压输入端VCC和电压输出端VOUT之
间；
第一欠压比较器202，正输入端连接到电压输入端VCC,负输入 端连接到一参考电压Vref;参考图2所示的实施例，第一欠压比较器 202的正输入端通过第一电阻212连接到电压输入端VCC;
误差放大器204，正输入端连接到第一欠压比较器202的正输入 端，负输入端连接所述参考电压Vref;参考图2所示的实施例，误差 放大器204的正输入端通过第二电阻213连接到第一欠压比较器202 的正输入端，输入误差放大器204的正输入端的电压为误差电压 VCC一Err;
带隙基准电路205,提供所述参考电压Vref;
振荡器203，连接到启动模块201和第一欠压比较器202的输出， 产生本地振荡频率；
采样保持电路220，连接到启动模块201的输出；
PWM逻辑控制模块206，连接到第一欠压比较器202、误差放大 器204、振荡器203以及采样保持电路220的输出；
驱动电路207，连接到PWM逻辑控制模块206的输出，由PWM 逻辑控制模块206输出的PVVM信号进行驱动；
开关管208，连接到驱动电路207;
第三欠压比较器221，正输入端连接采样保持电路220的正输入 端，负输入端连接所述参考电压Vref;
放电控制电路210,连接到第三欠压比较器221的输出，还连接 到PWM逻辑控制模块206;
逻辑控制管211,连接到放电控制电路210的输出，还连接到i 电端VA;参考图2所示的实施例，逻辑控制管211通过第四电阻216
连接到放电端VA。
本实用新型提供的两种实现方式引入了新的结构来检测并判断光耦短 路或短路，并及时切断系统工作，使系统启动电路恢复成初始状态，PWM
控制器的放电输出端VA置零，使下一个重起过程经历一个时间相对较长 的初始加电启动过程，从而减小了电压电流对器件冲击和功率的损耗，在 基本没有增加系统成本的基础上实现了光耦短路断路的保护。
本实用新型提供PWM控制器以及采用该种PWM控制器的开关电路， PWM控制器监测开关管发射极或源端电压，当检测其大于一 阈值电压时， 系统停止工作并将启动电路初始化，当电压输入端电压降至欠压阈值电压 时，系统进4亍重新启动。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型 的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上 述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实 施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求1.一种脉冲宽度调制PWM控制器，其特征在于，包括4个端口电压输入端(VCC)、电压输出端(VOUT)、放电端(VA)和地端(GND)，该PWM控制器包括启动模块(201)，连接在电压输入端(VCC)和电压输出端(VOUT)之间；第一欠压比较器(202)，正输入端连接到电压输入端(VCC)，负输入端连接到一参考电压(Vref)；误差放大器(204)，正输入端连接到第一欠压比较器(202)的正输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref)；带隙基准电路(205)，提供所述参考电压(Vref)；振荡器(203)，产生本地振荡频率；PWM逻辑控制模块(206)，连接到第一欠压比较器(202)、误差放大器(204)以及振荡器(203)的输出；驱动电路(207)，连接到PWM逻辑控制模块(206)的输出，由PWM逻辑控制模块(206)输出的PWM信号进行驱动；开关管(208)，连接到驱动电路(207)；第二欠压比较器(209)，正输入端连接误差放大器(204)的正输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref)；放电控制电路(210)，连接到第二欠压比较器(209)的输出，还连接到启动模块(201)；逻辑控制管(211)，连接到放电控制电路(210)的输出，还连接到放电端(VA)。
2. 如权利要求1所述的PWM控制器，其特征在于， 第一欠压比较器(202)的正输入端通过第一电阻(212)连接到电压输入端(VCC);误差放大器(204)的正输入端通过第二电阻(213)连接到第一欠压比较器(202)的正输入端，输入误差放大器(204)的正输入端的电压为误差电压(VCC—Err);第二欠压比较器(209)的正输入端通过第三电阻(214)连接到误差 放大器(204)的正输入端；逻辑控制管(211 )通过第四电阻(216)连接到放电端(VA)。
3. 如权利要求2所述的PWM控制器，其特征在于， 所述第二欠压比较器(209)的正输入端还通过第四电阻(215)连接到地端(GND);开关管(208)通过第五电阻(217)连接到地端(GND)。
4. 如权利要求3所述的PWM控制器，其特征在于， 发生短路时，电压输入端(VCC)的电压下降至第一欠压电压，第一欠压比较器(202)翻转，PWM逻辑控制模块(206)关断系统工作但不 进行重起，同时逻辑控制管(211 )开启，放电端(VA)放电使放电端(VA) 电压置零，第四电阻(216)控制限流；电压输入端(VCC)电压继续下降至第二欠压电压时，第二欠压比较 器(209)翻转，逻辑控制管(211 )关断，同时启动模块(201 )被开启， 系统进行重起。
5. —种开关电源， 一启动电路连接到一变压器的源边，变压器的副边 具有一反馈电路，将变压器副边的输出信号通过一光耦反馈到位于变压器 源边的PWM控制器，其特征在于，该PWM控制器包括电压输入端(VCC)、电压输出端(VOUT)、放电端(VA)和 地端(GND )，该PWM控制器包括启动模块(201 )，连接在电压输入端(VCC )和电压输出端(VOUT) 之间；第一欠压比较器(202),正输入端连接到电压输入端(VCC), 负输入端连接到一参考电压(Vref); 误差放大器(204),正输入端连接到第一欠压比较器(202)的 正输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);带隙基准电路(205),提供所述参考电压(Vref); 振荡器(203)，产生本地振荡频率；PWM逻辑控制模块(206)，连接到第一欠压比较器(202)、 误差放大器(204)以及振荡器(203)的输出；驱动电路(207)，连接到PWM逻辑控制模块(206)的输出， 由PWM逻辑控制模块(206 )输出的PWM信号进行驱动；开关管(208)，连接到驱动电路(207);第二欠压比较器(209)，正输入端连接误差放大器(204)的正 输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);放电控制电路(210),连接到第二欠压比较器(209)的输出， 还连接到启动模块(201 );逻辑控制管(211),连接到放电控制电路(210)的输出，还连 接到放电端(VA)。
6. —种脉冲宽度调制PWM控制器，其特征在于，包括4个端口电 压输入端(VCC)、电压输出端(VOUT)、放电端(VA)和地端(GND), 该PWM控制器包括启动模块(201 )，连接在电压输入端(VCC)和电压输出端(VOUT) 之间；第一欠压比较器(202)，正输入端连接到电压输入端(VCC)，负 输入端连接到一参考电压(Vref);误差放大器(204)，正输入端连接到第一欠压比较器(202)的正输 入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);带隙基准电路(205),提供所述参考电压(Vref);振荡器(203)，连接到启动模块(201)和第一欠压比较器(202) 的输出，产生本地振荡频率；采样保持电路(220),连接到启动模块(201 )的输出； ' PWM逻辑控制模块(206)，连接到第一欠压比较器(202)、误差 放大器(204)、振荡器(203)以及采样保持电路(220)的输出；驱动电路(207 ),连接到PWM逻辑控制模块(206 )的输出，由PWM 逻辑控制模块(206)输出的PWM信号进行驱动；开关管(208)，连接到驱动电路(207);第三欠压比较器(221 ),正输入端连接采样保持电路(220)的正输 入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);放电控制电路(210),连接到第三欠压比较器(221)的输出，还连 接到PWM逻辑控制模块(206);逻辑控制管(211)，连接到放电控制电路(210)的输出，还连接到 放电端(VA)。
7. 如权利要求6所述的PWM控制器，其特征在于， 第一欠压比较器(202)的正输入端通过第一电阻(212)连接到电压输入端(VCC);误差放大器(204)的正输入端通过第二电阻(213)连接到第一欠压 比较器(202)的正输入端，输入误差放大器(204)的正输入端的电压为 误差电压(VCC—Err);逻辑控制管(211)通过第四电阻(216)连接到放电端(VA)。
8. 如权利要求7所述的PWM控制器，其特征在于， 所述误差放大器(204)的正输入端还通过第三电阻(214)连接到地端(GND);开关管(208)通过第五电阻(217)连接到地端(GND)。
9. 如权利要求8所述的PWM控制器，其特征在于， 采样保持电路(220)每个周期采样保持电压输出端(OUT)的电压，并与一阈值电压比较，当短路时电压输出端(OUT)电压将升高，当电压 输出端(OUT)电压高于所述阈值电压时，第三欠压比较器(221)翻转， 放电控制电路(210)关断PWM逻辑控制模块(206)停止工作，同时打 开逻辑控制管(211),放电端(VA)放电；当电压输入端(VCC)电压降至欠压电压时，第一欠压比较器(202) 翻转，进行重起。
10. —种开关电源， 一启动电路连接到一变压器的源边，变压器的副 边具有一反馈电路，将变压器副边的输出信号通过一光耦反馈到位于变压 器源边的PWM控制器，其特征在于，该PWM控制器包括启动模块(201 ),连接在电压输入端(VCC )和电压输出端(VOUT )之间；第一欠压比较器(202)，正输入端连接到电压输入端(VCC)， 负输入端连接到一参考电压(Vref);误差放大器(204)，正输入端连接到第一欠压比较器(202)的 正输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);带隙基准电路(205),提供所述参考电压(Vref);振荡器(203 )，连接到启动模块(201 )和第一欠压比较器(202 ) 的输出，产生本地振荡频率；采样保持电路(220),连接到启动模块(201)的输出；PWM逻辑控制模块(206)，连接到第一欠压比较器(202)、 误差放大器(204)、振荡器(203)以及采样保持电路(220)的输 出；驱动电路(207),连接到PWM逻辑控制模块(206)的输出， 由PWM逻辑控制模块(206 )输出的PWM信号进行驱动；开关管(208)，连接到驱动电路(207);第三欠压比较器(221 )，正输入端连接采样保持电路(220)的 正输入端，负输入端连接所述参考电压(Vref);放电控制电路(210),连接到第三欠压比较器(221)的输出， 还连接到PWM逻辑控制模块(206 );逻辑控制管(211)，连接到放电控制电路(210)的输出，还连 接到放电端(VA)
专利摘要本实用新型提供了一种新型的具有光耦短路断路保护的开关电源及其脉冲宽度调制PWM控制器。该电源采用发射极或源极驱动，PWM控制器通过检测驱动端或反馈端来判断光耦的失效状态，并强制系统进入重起程序，在基本不增加外围电路器件和成本的情况下，实现了光耦短路断路保护，同时进一步改善了系统输出短路的保护。
文档编号H02M7/155GK201063548SQ200720146289
公开日2008年5月21日 申请日期2007年8月7日 优先权日2007年8月7日
发明者段建华, 超 陈 申请人:Bcd半导体制造有限公司