反激式开关电源及其自供电电路、方法和芯片与流程

1.本技术涉及开关电源控制的领域，尤其是涉及一种反激式开关电源及其自供电电路、方法和芯片。


背景技术：

2.反激式开关电源作为电能转换设备的一种，由开关电源芯片控制开关管件接通与关闭，从而达到开关的能量转换输出，其工作模式通常分为连续模式（ccm）和非连续模式（dcm），两者区别在于每个周期线圈内电流是否减小为0。对于非连续模式（dcm）来说，其每个开关周期线圈电流都减小为0，因此每个新周期到来时，线圈电流从0开始上升；对于连续模式（ccm）来说，其每个开关周期线圈电流都还未减小到0时，下个开关周期就到了，因此每个新周期到来时，线圈电流都从一定值（非0值）开始上升。
3.随着电子设备的多样化，电源技术更是得到了空前的发展，开关速度越来越快，功率越来越大，芯片面积却越来越小，这就对开关电源控制技术的发展指标提出了更高的要求。开关电源芯片本身也需要消耗能量，因此需要设置自供电电路给开关电源芯片供电，由于开关电源有ccm和dcm两种工作模式，现有的开关电源自供电电路通常根据开关电源的工作模式进行设计，但是开关电源的工作模式由负载决定，开关电源在实际使用过程中，存在工作模式跳变的情况，当开关电源的工作模式发生变化时，若原自供电电路按照dcm模式下设计的，由于ccm模式的工作特点，自供电电路很难实现小电流充电。


技术实现要素：

4.为了保证充电电容在开关电源工作在连续模式或非连续模式均可以以小电流进行，本技术提供一种反激式开关电源及其自供电电路、方法和芯片。
5.第一方面，本技术提供一种反激式开关电源的自供电电路，采用如下的技术方案：一种反激式开关电源的自供电电路， 其应用于反激式开关电源中，包括：充电电容，用于从原边线圈取电并为开关电源芯片供电；耐压开关管，连接于原边线圈和所述充电电容之间，获取原边线圈的供电电压，并输出供所述充电电容充电的充电电压；充电开关管，连接于所述耐压开关管和所述充电电容之间，其控制极耦接于开关电源芯片，用于控制是否对所述充电电容进行充电；调整控制管，连接于所述耐压开关管和地之间，与所述充电开关管和所述充电电容并联，用于限制所述充电电容的充电电压；限压控制单元，其一输入端耦接于所述耐压开关管，用于采样充电电压，输出端耦接于所述调整控制管的控制极，根据充电电压控制所述调整控制管的导通状态；充电控制单元，预设有充电要求并输出用于控制所述调整控制管导通或截止的导通开关信号；反向器，耦接于所述限压控制单元和所述充电控制单元，获取导通开关信号，并根
据导通开关信号控制所述限压控制单元或所述充电控制单元与所述调整控制管连接。
6.通过采样上述技术方案，耐压开关管的耐高压性能使得充电电容与原边线圈连接，实现充电电容从原边线圈取电，以此来保证充电电容充电不受负载影响；通过设置限压控制单元对充电电容的充电电压进行检测并通过控制调整控制管以使得充电电容的充电电压保持小电压，从而保证充电电容以小电流进行充电；通过充电控制单元对调整控制管的导通与否进行控制从而保证原边线圈的储能，同时通过设置反向器，在反向器的作用下以保证调整控制管不能同时受充电控制单元和限压控制单元控制，从而保证充电电容补电和原边线圈储能不会相互影响，而导致开关电源无法正常运行。
7.进一步地，所述充电电容与所述充电开关管之间串联有单向导通管和保护电阻；所述单向导通管用于实现所述充电开关管至所述充电电容之间的电流单向导通；所述保护电阻，用于限制充电电容的充电电流。
8.通过采样上述技术方案，通过设置保护电阻对充电电容的充电电流进行限制，以防止充电支路短路，同时保护电阻分压能够更好地保证充电电容以小电压进行充电，设置单向导通管以防止充电电容反向放电。
9.进一步地，所述限压控制单元包括：预设基准电路，用于提供预设电压值；运算放大器，用于获取充电电压并将充电电压与预设电压值进行比较输出电压模拟信号；所述运算放大器的使能脚与所述反向器连接，所述反向器用于控制所述运算放大器是否正常工作；所述运算放大器的输出端与所述调整控制管控制连接，电压模拟信号用于控制所述调整控制管是否开启。
10.通过采样上述技术方案，运算放大器将预设电压与充电电压进行比较，在不同比较结果下向调整控制管输出电压模拟信号，运算放大器的使能脚与反向器的连接，从而使得运算放大器的工作状态受反向器控制，即受充电控制单元影响。
11.进一步地，所述反向器包括第一与门、第一非门、第二非门以及输出开关管；所述第一非门的输入端与所述充电控制单元的输出端耦接，用于获取导通开关信号；所述第一与门的输入端分别与开关电源芯片和所述第一非门的输出端连接，其输出端与所述运算放大器的使能脚连接，用于控制所述运算放大器是否正常工作；所述第二非门的输入端与所述第一与门的输出端连接，所述第二非门的输出端与所述输出开关管连接，用于控制所述输出开关管导通或截止；所述输出开关管用于控制所述充电控制单元是否与所述调整控制管连接。
12.通过采样上述技术方案，第一非门和第二放大器的的设置使得运算放大器的工作状态与充电控制单元输出的导通开关信号相反，从而使得限压控制单元与充电控制单元不能同时对调整控制管进行控制；通过设置第一与门，使得运算放大器的工作状态不仅与充电控制单元相关也与开关电源芯片相关。
13.进一步地，所述充电控制单元包括设有预设时长的延时器，所述延时器耦接于开关电源芯片和所述调整控制管之间，用于延时输出控制信号。
14.通过采样上述技术方案，采用延时器通过时间来控制充电电容的充电，电路结构
简单，逻辑简单，方便实施。
15.进一步地，所述充电控制单元还包括：电压采样器，用于获取所述充电电容的电压信号并输出用于控制所述调整控制管导通或截止的判断信号；第二与门，输入端分别与所述电压采样器和开关电源芯片连接，输出端与所述充电开关管控制极连接，用于获取判断信号和控制信号，并根据判断信号和控制信号控制所述充电开关管是否导通。
16.通过采样上述技术方案，通过设置电压采样器对充电电容的电压信号进行检测，第二与门将判断信号与控制信号作为充电开关管的控制信号，从而实现在充电电容的充电电压达到一定值时，充电开关管能够主动断开从而使得充电电容停止充电。
17.进一步地，所述电压采样器包括电压比较器、设置于所述电压比较器一输入端的第一基准电路和第二基准电路；所述第一基准电路用于提供第一参考信号，所述第二基准电路用于提供第二参考信号，所述第二参考信号大于第一参考信号；所述电压比较器的输出端和第一基准电路之间设有第一导通件，所述电压比较器的输出端和第二基准电路之间设有第二导通件，所述第一导通件和第二导通件导通条件相反。
18.通过采样上述技术方案，通过设置第一基准电路和第二基准电路，在第一导通件和第二导通件的作用下使得第一基准电路和第二基准电路不能同时与电压比较器连接，从而使得电压比较器能够在不同情况下将电压信号分别与第一参考信号、第二参考信号进行比较。
19.进一步地，所述充电控制单元还包括：第三与门，连接于所述电压采样器和所述调整控制管之间，其输入端分别与所述电压采样器和开关电源芯片连接，其输出端与所述调整控制管耦接；或逻辑器，其输入端分别与所述延时器和所述第三与门连接，其输出端与所述反向器连接。
20.通过采样上述技术方案，通过设置第三与门和或逻辑器，从而使得导通开关信号不仅受延时器控制，也受电压采样器的控制，实现充电电容充电完成或延时器达到预设时长，任一条件满足时，导通开关管信号均发生跳变，防止出现充电电容的电压信号充电完成而延时器的预设时长还未达到时，导通开关信号不能根据充电电容的电压信号发生跳变。
21.第二方面，本技术提供一种应用上述的反激式开关电源的自供电电路的开关电源，采样如下的技术方案：一种应用上述的反激式开关电源的自供电电路的开关电源，包括变压器、用于调整负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路；所述变压器包括原边线圈和副边线圈；所述输出控制模块包括用于输出控制信号的开关电源芯片；所述自供电电路包括用于供电的充电电容、用于控制充电电容是否充电的充电开关管和充电控制单元以及用于限制充电电容充电电压的限压控制单元。
22.第三方面，本技术提供一种基于上述的反激式开关电源的自供电电路的自供电方
法，采样如下的技术方案：一种基于上述的反激式开关电源的自供电电路的自供电方法，包括以下步骤：获取开关电源芯片的控制信号；判断控制信号是否为高电平信号；若是，则执行以下步骤，若否，则重新获取控制信号判断充电回路是否导通；若是，则充电电容充电，并执行以下步骤，若否，则充电电容停止充电；获取充电电压，判断充电电压是否大于预设电压值；若是，电压模拟信号为大于所述调整控制管开启值以下拉充电电压，若否，则电压模拟信号为低电平信号。
23.进一步地，所述判断充电回路是否导通，具体包括以下步骤：判断充电回路的导通时长是否达到预设时长；若否，则充电回路导通，若是，则充电回路断开。
24.进一步地，所述判断充电回路是否导通，具体包括以下步骤：判断充电电容的电压信号是否小于第一参考信号，若是，则充电电容需要补电并执行以下步骤，若否，则充电电容无需补电；判断充电回路的导通时长是否达到预设时长；判断充电电容的电压信号是否大于第二参考信号；若以上判断结果均为否，则充电回路导通；若任一判断结果为是，则充电回路断开。
25.第四方面，本技术提供一种反激式开关电源的自供电电路芯片，采用如下的技术方案：一种反激式开关电源的自供电电路芯片，包括如上述的反激式开关电源的自供电电路的所述充电开关管、所述调整控制管、所述限压控制单元、所述充电控制单元和所述反向器。
26.进一步地，还包括所述充电电容和/或所述耐压开关管。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过耐压开关管将充电电容与原边线圈串联起来，从而实现充电电容无需从辅助线圈取电，提高了充电电容供压的稳定性，同时通过限压控制单元对充电电容的充电电压进行限制，当充电电容的充电电压过高时，通过限压控制单元控制调整管泄放一部分电流，保证充电电容充电电压受控，以实现充电电容以小电压进行充电，以使得自供电电路器件的体积更小；2.通过设置充电控制单元，对充电电容的充电要求进行设置，从而使得自供电电路在满足充电电容充电的前提下，保证原边线圈正常储能。
附图说明
28.图1是本技术实施例中反激式开关电源的部分电路结构示意图；图2是本技术实施例中反激式开关电源的自供电电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为延时器的具体电路结构；图3是本技术实施例中反激式开关电源的波型图，主要显示了充电控制单元为延
时器时的波型图；图4是本技术实施例中反激式开关电源的自供电电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为延时器和电压采样器的电路框图；图5是本技术实施例中反激式开关电源的自供电电路结构示意图，主要显示了充电控制单元为延时器和电压采样器的具体电路结构；图6是本技术实施例中反激式开关电源的波型图，主要显示了充电控制单元为延时器和电压采样器时的波型图；图7是本技术实施例中反激式开关电源的自供电方法的流程图；图8是本技术实施例中反激式开关电源的自供电方法的部分流程图，主要显示了充电要求为充电时长时的流程图；图9是本技术实施例中反激式开关电源的自供电方法的部分流程图，主要显示了充电要求为充电时长和充电电容充电电压时的流程图。
29.附图标记说明：1、限压控制单元；2、充电控制单元；21、电压采样器；3、反向器。
具体实施方式
30.以下结合附图图1-图9对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种反激式开关电源。如图1所示，开关电源包括变压器、用于改善负载调整率的输出控制模块以及用于给输出控制模块供电的自供电电路。其中，变压器包括原边线圈n1、副边线圈n2以及并联于副边线圈n2两端的输出电容c1，输出电容c1的两端用于连接负载；输出电容c1与副边线圈n2之间设有单向限流管d1，单向限流管d1为二极管，其阳极与副边线圈n2连接，其阴极与输出电容c1正向输出端连接，以防止输出电容c1对负载供电的同时也对副边线圈n2供能。原边线圈n1与副边线圈n2相互耦合感应；当原边线圈n1导通时，原边线圈n1存储能量，副边线圈n2不工作，输出电容c1为负载供电。原边线圈n1的一端用于接收经整流器整流后的供电电压vin，原边线圈n1的另一端与自供电电路连接，当原边线圈n1导通时，自供电电路取电于原边线圈n1。输出控制模块包括开关电源芯片及其外围电路；开关电源芯片输出控制信号sw用于控制自供电电路在开关电源的开关周期内进行充电，同时控制信号sw还用于调整控制开关电源的输出电压，本技术实施例中，控制信号sw即为pwm脉宽调制波形信号。
32.参照图1和图2，自供电电路包括：充电电容c2，用于从原边线圈n1取电并为开关电源芯片供电；耐压开关管q1，连接于原边线圈n1和充电电容c2之间，获取原边线圈n1的供电电压，并输出供充电电容c2充电的充电电压va；充电开关管q3，连接于耐压开关管q1和充电电容c2之间，其控制极耦接于开关电源芯片，用于控制是否对充电电容c2进行充电；调整控制管q2，连接于耐压开关管q1和地之间，与充电开关管q3和充电电容c2并联，用于限制充电电容c2的充电电压va；限压控制单元1，其一输入端耦接于耐压开关管q1，用于采样充电电压va，其一输出端耦接于调整控制管q2的控制极，根据充电电压va控制调整控制管q2的导通状态；充电控制单元2，预设有充电要求并输出用于控制调整控制管q2是否导通的导通
开关信号sq。
33.具体地，参照图1和图2，原边线圈n1、耐压开关管q1、充电开关管q3以及充电电容c2构成对充电电容c2进行充电的充电回路；原边线圈n1、耐压开关管q1和调整控制管q2构成原边回路，当调整控制管q2导通时，原边回路导通。充电开关管q3的控制极与输出控制模块的输出端连接，受输出控制模块输出的控制信号sw控制，本技术实施例中，当控制信号sw为高电平时，充电开关管q3导通，因此本技术实施例中充电开关管q3优选为高电平导通开关管，充电开关管q3不限于mos管、三极管等开关管。本技术实施例中，调整控制管q2为高电平导通开关管，调整控制管q2采用n沟道mos管。
34.为降低自供电电路的复杂度，本技术实施例中，耐压开关管q1采用耗尽型氮化镓晶体管，由于器件的面积与耐压和流过器件的电流有关，耐压越高、流过的电流越大，器件相应的面积也会增大；而氮化镓晶体管作为高压开关管，并利用其工作特性从源端取电，确保芯片内部只工作在低压状态，以满足器件耐压高的要求，降低器件的复杂度，从而减小最终器件面积。耐压开关管q1的漏极与原边线圈n1连接，耐压开关管q1的栅极接地，充电控制单元2串联于耐压开关管q1源极和地之间，本技术实施例中，由于耐压开关管q1采用耗尽型氮化镓晶体管，其常态下处于导通状态，当充电开关管q3导通时，充电回路是否导通由耐压开关管q1的源极是否接地决定。
35.限压控制单元1预设有电压预设值vref，当充电电压va大于电压预设值vref时，限压控制单元1控制调整控制管q2开启下拉充电电压va，以保证充电电压va小于等于电压预设值vref。当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平时，充电开关管q3导通，此时充电回路导通，充电电容c2开始充电，在充电电容c2充电过程中，随着充电时间的增加，充电电压va逐渐增大，限压控制单元1对充电回路的充电电压va进行采样检测，当限压控制单元1检测到充电电压va大于预设电压值vref时，限压控制单元1输出电压模拟信号samp，电压模拟信号samp大于调整控制管q2的开启电压以使得调整控制管q2开启，下拉充电电压va，限压控制单元1与调整控制管q2连接形成反馈回路，最终稳定充电电压va小于等于电压预设值vref，使得充电电容c2以小于电压预设值vref的充电电压va进行充电。
36.具体地，参照图2和图3，限压控制单元1包括运算放大器amp和预设基准电路，预设基准电路与运算放大器amp一输入端耦接，用于提供预设电压值vref，运算放大器amp的另一输入端耦接于耐压开关管q1的源极用于获取充电电压va，运算放大器amp将充电电压va与预设电压值vref进行比较并根据比较结果输出电压模拟信号samp。预算放大器的使能脚en耦接于输出控制模块，用于获取控制信号sw，当使能脚en输入高电平信号时，运算放大器amp正常工作输出电压模拟信号samp，当使能脚en输入低电平信号，运算放大器amp输出悬空状态。本技术实施例中，预设基准电路与运算放大器amp的反相输入端连接，以使得当充电电压va大于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为正值，且本技术实施例中，充电电压va相对预设电压值vref越高，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp电压值越高。
37.参照图2和图3，当使能脚en输入高电平信号时，若充电电压va小于预设电压值vref，此时运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为低电平信号，调整控制管q2保持截止，充电回路导通，充电电容c2充电；若充电电压va大于预设电压值vref，此时运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为正值且大于调整控制管q2的开启值，此时调整控制管q2不
完全导通，调整控制管q2等同于可调电阻，调整控制管q2分压使得充电电压va下降，运算放大器amp与调整控制管q2连接构成负反馈回路，以使得在使能脚en输入高电平时，充电回路的充电电压va保持小于等于电压预设值vref，确保充电电容c2以小于预设电压值vref的电压进行充电。本技术实施例中，预设值电压根据开关电源芯片所需的工作电压进行设置。
38.参照图2和图3，正常状态下，当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平时，原边线圈n1储能，而当充电回路导通，充电电容c2充电时，原边线圈n1虽然也在储能，但是由于充电电容c2在充电，导致原边线圈n1储能受到影响，为保证在开关周期内，原边线圈n1能正常储能，充电控制单元2预设有充电要求，当充电电容c2达到充电要求时，充电控制单元2输出为高电平的导通开关信号sq，以使得调整控制管q2导通。当调整控制管q2导通时，耐压开关管q1的源极被下拉接地，耐压开关管q1的源极电压接近于0v，因此耐压开关管q1源极电压低于充电电容c2的电压，充电回路断开，充电电容c2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈n1储能。
39.参照图2和图3，为防止充电开关管q3和调整控制管q2均导通时，耐压开关管q1的源极电压接近于0v而导致充电电容c2对地放电，充电电容c2与充电开关管q3之间串联有单向导通管d2，当电流自充电开关管q3向充电电容c2流向时，单向导通管d2导通；反之则单向导通管d2截止。本技术实施例中，单向导通管d2采用二极管，且二极管的阳极与充电开关管q3连接，二极管的阴极与充电电容c2连接。为保证充电电容c2的充电安全，充电电容c2和充电开关管q3之间还串联有保护电阻r，以对充电电容c2的充电电流进行限制，防止充电回路短路，以实现对充电电容c2进行保护。
40.参照图2和图3，为防止充电控制单元2与限压控制单元1对调整控制管q2的控制相互干扰，充电控制单元2与限压控制单元1之间设有反向器3；反向器3包括第一与门and1、第一非门not1、第二非门not2以及输出开关管k。其中，第一非门not1的输入端与充电控制单元2的输出端耦接，用于获取充电控制单元2输出的导通开关信号sq；第一与门and1的一输入端与第一非门not1的输出端连接，其另一输入端端与开关电源芯片连接，其输出端与运算放大器amp的使能脚en连接，用于输出使能控制信号sa，当第一与门and1输出的使能控制信号sa为高电平时，运算放大器amp正常工作，当第一与门and1输出的使能控制信号sa为低电平时，运算放大器amp处于输出悬空；第二非门not2的输入端与第一与门and1的输出端连接，其输出端与输出开关管k的控制极耦接，输出开关管k为高电平导通开关管，其不限于mos管、三极管等开关管。
41.具体地，参照图2和图3，当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平时，充电开关管q3导通，此时，若充电控制单元2输出的导通开关信号sq为低电平，则导通开关信号sq经第一非门not1作用转换为高电平，此时第一与门and1的两个输入端均为高电平输入端，第一与门and1输出的使能控制信号sa为高电平，使得运算放大器amp正常工作；第一与门and1输出的高电平信号在第二非门not2的作用下，再次转换为低电平信号，因此输出开关管k截止，调整控制管q2的控制极受运算放大器amp输出的电压模拟信号samp控制，充电回路保持导通，充电电容c2持续充电。
42.参照图2和图3，若充电控制单元2输出的导通开关信号sq为高电平，则导通开关信号sq经第一非门not1的作用转换为低电平，此时由于第一非门not1的一输入端为低电平输
入端，因此第一与门and1输出的使能控制信号sa为低电平信号，运算放大器amp悬空；第一与门and1输出的低电平信号在第二非门not2的作用下，再次转换为高电平信号，因此输出开关管k导通，调整控制管q2的控制极受充电控制单元2的导通开关信号sq控制，由于导通开关信号sq为高电平信号，因此调整控制管q2导通，耐压开关管q1的源极被下拉接地，耐压开关管q1的源极电压接近于0v，因此耐压开关管q1源极电压低于充电电容c2的电压，充电回路断开，充电电容c2停止充电，此时原边回路导通，原边线圈n1储能。
43.参照图2和图3，为保证充电电容c2有足够的时间进行充电，充电控制模块包括延时器td，延时器td设有预设时长tdly，耦接于调整控制管q2和开关电源芯片之间，用于延时输出控制信号sw；预设时长tdly为百纳秒数量级的时间，以保证开关电源原边线圈n1的储能不受影响。
44.具体地，延时器td的输入端与开关电源芯片连接，延时器td的输出端反向器3连接，输出延时信号st；本技术实施例中，延时器td输出的延时信号st即为导通开关信号sq。延时器td为高电平信号触发，即，当控制信号sw为高电平时，延时器td开始计时，当预设时长tdly内时，延时器td仍保持低电平输出，此时调整控制管q2的控制极由运算放大器amp输出的电压模拟信号samp控制，充电回路保持导通，充电电容c2持续充电；当计时时长达到预设时长tdly时，延时器td输出高电平，此时调整控制管q2的控制极输入高电平信号，调整控制管q2导通，原边回路导通。
45.当充电回路导通时，原边线圈n1也在储能，但是原边线圈n1的储能速度缓慢，同时随着充电回路导通时间的增加，充电回路的充电电流逐渐增大，为保证开关电源能正常进行工作，同时为保证充电电容c2能够满足开关电源芯片的耗电需求，预设时长tdly在保证开关电源正常工作的情况下设置为最大，以保证充电电容c2能够有足够的充电时长。
46.本技术实施例一种开关电源的自供电电路的供电原理为：当开关电源芯片输出高电平时，充电开关管q3导通，充电回路保持导通，充电电容c2充电，在预设时长tdly内，延时器td的延时信号st为低电平输出，此时调整控制管q2的控制极受限压控制单元1控制，当充电电容c2的充电电压va低于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为低电平信号，调整控制管q2不下拉充电电压va；当充电电容c2的充电电压va大于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为大于调整控制管q2的开启值，调整控制管q2在电压模拟信号samp的作用下处于不完全导通状态，调整控制管q2下拉充电电压va，以使得充电电容c2的充电电压va不大于预设电压值vref。
47.当延时器td的计时时长达到预设时长tdly时，延时器td输出的延时信号st为高电平信号，此时运算放大器amp悬空，调整控制管q2的控制极受充电控制单元2控制，调整控制管q2导通，此时虽然充电开关管q3也导通，但是耐压开关管q1的源极接地，因此充电电容c2停止充电，原边回路导通，以保证原边线圈n1能够正常储能。当开关电源芯片输出的控制信号sw为低电平时，充电开关管q3和调整控制管q2均截止，此时原边回路断开，副边线圈n2为负载供电。
48.进一步地，在另一实施例中，参照图4，充电控制单元2还包括：电压采样器21，输入端与充电电容c2的一端连接，用于获取充电电容c2的电压信号vcc，并输出判断信号s1；输出端与调整控制管q2的控制极耦接，用于控制调整控制管q2导通或截止；
第二与门amd2，输入端分别与电压采样器21和开关电源芯片连接，输出端与充电开关管q3控制极连接，用于获取判断信号s1和控制信号sw，并根据判断信号s1和控制信号sw控制充电开关管q3是否导通。
49.具体地，参照图5和图6，为防止充电电容c2电量充足而充电回路仍保持导通的情况发生，电压采样器21预设有第一参考信号vref1和第二参考信号vref2，第一参考信号vref1的电压值小于第二参考信号vref2的电压值，当充电电容c2的电压信号vcc低于第一参考信号vref1时，则说明充电电容c2需要补电，当充电电容c2的电压信号vcc高于第一参考信号vref1时，则说明充电电容c2无需补电，当充电电容c2的电压信号vcc高于第二参考信号vref2时，则说明充电电容c2补电完成。当充电电容c2在开关周期内不存在电压信号vcc低于第一参考信号vref1时，电压采样器21输出低电平信号，因此第二与门amd2输出低电平信号，此时充电开关管q3截止，充电回路不导通；当充电电容c2在开关周期内存在电压信号vcc低于第一参考信号vref1时，电压采样器21输出高电平信号，因此第二与门amd2输出信号受开关电源芯片的控制信号sw控制。
50.具体地，判断信号s1包括补电信号、充电信号和高压信号，当电压信号vcc低于第一参考信号vref1时，电压采样器21输出补电信号；当电压信号vcc小于第二参考信号vref2时，电压采样器21输出充电信号；当电压信号vcc高于第二参考信号vref2时，电压采样器21输出高压信号。电压采样器21先将电压信号vcc与第一参考信号vref1进行比较，当电压信号vcc低于第一参考信号vref1时，电压采样器21输出补电信号，同时电压采样器21将电压信号vcc与第二参考信号vref2进行比较，电压采样器21输出充电信号，当电压信号vcc高于第二参考信号vref2时，电压采样器21输出高压信号，此时电压采样器21重新将电压信号vcc与第一参考信号vref1进行比较。
51.参照图5和图6，为保证充电电容c2在充电过程中，电压采样器21获取的参考信号可以从第一参考信号vref1跳变为第二参考信号vref2，电压采样器21包括电压比较器cmp、设置于电压比较器cmp一输入端的第一基准电路和第二基准电路，第一基准电路用于提供第一参考信号vref1，第二基准电路用于提供第二参考信号vref2。电压比较器cmp输出端与第一基准电路之间设有第一导通件，电压比较器cmp输出端与第二基准电路之间设有第二导通件，第一导通件和第二导通件导通条件相反，从而使得第一基准电路和第二基准电路不能同时与电压比较器cmp连接。
52.本技术实施例中，第一导通件包括第一开关器k1和第三非门not3，第二导通件包括第二开关器k2，第一开关器k1和第二开关器k2结构相同；第一开关器k1根据经第三非门not3处理后的判断信号s1控制第一基准电路是否与电压比较器cmp连接，第二开关器k2根据判断信号s1控制第二基准电路是否与电压比较器cmp连接，在第三非门not3的作用下使得第一基准电路与第二基准电路不能同时与电压比较器cmp连接。
53.本技术实施例中，第一基准电路或第二基准电路与电压比较器cmp的正向输入端连接，电压比较器cmp的反向输入端与充电电容c2的一端连接，由此可知满电信号为低电平信号，补电信号和充电信号为高电平信号。电压比较器cmp的输出端与第二与门amd2的一输入端连接，第二与门amd2的另一输入端与开关电源芯片连接，当第二与门amd2的两个输入端均为高电平输入时，充电开关管q3导通，此时充电回路导通，充电电容c2进行充电。当第二与门amd2的其中一个输入端或者两个输入端均输入低电平信号时，第二与门amd2输出低
电平信号，充电开关管q3截止，此时充电回路断开，充电电容c2停止充电。
54.参照图5和图6，电压比较器cmp与调整控制管q2之间设有第三与门and3，第三与门and3的一输入端与第三非门not3的输出端连接，第三与门and3的另一输入端与开关电源芯片连接，第三与门and3的输出端与调整控制管q2的控制极耦接。当第三与门and3的两个输入端均为高电平信号，调整控制管q2受电压采样器21控制，此时调整控制管q2导通，原边回路导通；当第三与门and3的其中一个输入端或者两个输入端均输入低电平信号时，第三与门and3输出低电平信号，调整控制管q2不受电压采样器21控制。
55.参照图5和图6，当充电电容c2充满电时，电压比较器cmp输出的判断信号s1为高压信号，即低电平信号，此时第二基准电路与电压比较器cmp之间的连接断开，在非逻辑器的作用下，第一基准电路与电压比较器cmp连接，电压比较器cmp获取第一参考信号vref1；因此，充电电容c2在充电结束直至下次充电开始前，电压比较器cmp均与第一基准电路连接。当充电电容c2需要补电时，电压比较器cmp与第一基准电路断开，与第二基准电路连接，直至充电电容c2充电结束。当控制信号sw从低电平跳变为高电平且充电电容c2处于需要补电状态时，此时电压比较器cmp输出高电平信号，第二开关器k2闭合控制第二基准电路与电压比较器cmp连接，第一与逻辑器输出高电平信号，充电开关管q3导通，充电电容c2充电，因此充电电容c2的电压逐渐升高；当电压比较器cmp获取的电压信号vcc高于第二参考信号vref2时，电压比较器cmp输出低电平信号，此时第二开关器k2控制第二基准电路与电压比较器cmp之间断开，第一开关器k1在第三非门not3的作用下控制第一基准电路与电压比较器cmp连接。
56.参照图5和图6，为保证原边线圈n1正常储能，防止充电电容c2一直无法达到第二参考信号vref2而导致原边线圈n1无法正常储能的情况发生，充电控制单元2还包括或逻辑器or，或逻辑器or的两个输入端分别与第三与门and3的输出端和延时器td的输出端连接，或逻辑器or的输出端与调整控制管q2的控制极耦接，因此本技术实施例中，或逻辑器or输出端输出的信号即为导通开关信号sq。在或逻辑器or的作用下，当延时器td或第三与门and3任一输出高电平时，调整控制管q2均导通，当调整控制管q2导通时，原边回路导通，以保证原边线圈n1能够正常储能。
57.本技术实施例一种开关电源的自供电电路的供电原理为：当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平信号时，此时延时器td开始计时，在延时器td的预设时长tdly内，延时器td输出的延时信号st为低电平信号，因此或逻辑器or与延时器td连接的一端输入低电平信号；此时若电压比较器cmp输出低电平信号，则说明充电电容c2电量足够，无需补电，此时充电控制单元2输出高电平信号，调整控制管q2导通，原边线圈n1储能。
58.若电压比较器cmp输出高电平信号，则说明充电电容c2电量不足，需要补电，此时第二与门amd2输出高电平信号，充电开关管q3导通，充电电容c2开始充电。电压采样器21实时对充电电容c2的电压进行采样并输出电压信号vcc至电压比较器cmp，在预设时长tdly内，当电压比较器cmp接收到的电压信号vcc未大于第二参考信号vref2时，电压比较器cmp输出高电平信号，第二与门amd2保持高电平输出，充电开关管q3保持导通，充电回路导通对充电电容c2进行充电。第三与门and3与电压采样器21连接的输入端为低电平输入，因此第三与门and3输出低电平信号，或逻辑器or输出低电平信号，运算放大器amp的使能脚en输入高电平信号，运算放大器amp正常工作，调整控制管q2的控制极受限压控制单元1控制，当充
电电容c2的充电电压va低于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为低电平，调整控制管q2不下拉充电电压va；当充电电容c2的充电电压va大于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为大于调整控制管q2的开启值，调整控制管q2在电压模拟信号samp的作用下处于不完全导通状态，调整控制管q2下拉充电电压va，以使得充电电容c2的充电电压va不大于预设电压值vref。
59.在预设时长tdly内，若电压比较器cmp接收到电压信号vcc大于第二参考信号vref2，则说明充电电容c2完成充电，此时电压比较器cmp输出低电平信号，第二与门amd2输出低电平信号，充电开关管q3截止，充电电容c2停止充电；同时，第一基准电路与电压比较器cmp连接，电压信号vcc与第一参考信号vref1比较，同时，第三与门and3输出高电平信号，因此或逻辑器or输出高电平信号，运算放大器amp的使能脚en输入低电平信号，运算放大器amp输出处于悬空状态，调整控制管q2的控制极受充电控制单元2控制导通，耐压开关管q1的源极接地，此时充电电容c2停止充电，以保证原边线圈n1能够正常储能。
60.若当延时器td的计时时长达到预设时长tdly时，则延时器td输出的延时信号st为高电平信号，而电压比较器cmp接收到的电压信号vcc仍小于第二参考信号vref2，此时或逻辑器or与延时器td连接的一端输入端高电平信号，或逻辑器or输出高电平信号，运算放大器amp的使能脚en输入低电平信号，运算放大器amp输出处于悬空状态，调整控制管q2的控制极受充电控制单元2控制导通，耐压开关管q1的源极接地，此时充电电容c2停止充电，以保证原边线圈n1能够正常储能。
61.当开关电源芯片输出的控制信号sw为低电平时，第二与逻辑器输出低电平信号，充电开关管q3截止，第三与逻辑器输出低电平信号，或逻辑器or输出低电平信号，调整控制管q2截止，此时原边回路断开，副边线圈n2为负载供电。
62.本技术实施例还公开一种开关电源的自供电方法。参照图7，自供电方法包括以下步骤：s1、获取开关电源芯片的控制信号sw。
63.具体地，开关电源芯片输出的控制信号sw包括高电平和低电平两种信号，开关电源芯片与充电开关管q3的控制极连接，充电开关管q3是否导通受开关电源芯片输出的控制信号sw控制，当控制信号sw为低电平时，充电开关管q3截止，当控制信号sw为高电平时，充电开关管q3可能导通。
64.s2、判断控制信号sw是否为高电平信号；若是，则执行以下步骤，若否，则重新获取控制信号sw。
65.s3、判断充电回路是否导通；若是，则充电电容c2充电，并执行以下步骤，若否，则充电电容c2停止充电。
66.具体地，控制信号sw有高电平和低电平两种状态，当控制信号sw为低电平时，原边线圈n1不会导通，因此充电电容c2无法充电，当控制信号sw为高电平时，充电电容存根据充电要求在充电和不充电两种情况。
67.即当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平时，充电回路可能导通，也可能断开，充电回路导通时，充电电容c2充电；充电回路断开时，充电电容c2停止充电。
68.s4、获取充电电压va，判断充电电压va是否大于预设电压值vref；若是，电压模拟信号samp为大于调整控制管q2的开启值以下拉充电电压va，若否，则电压模拟信号samp为
低电平信号。
69.具体地，为保证充电电容c2在低压状态下进行充电，以降低充电的损耗，减小自供电电路器件的面积，运算放大器amp与调整控制管q2组成反馈回路。运算放大器amp的一输入端输入预设电压值vref，运算放大器amp的另一输入端检测并实时获取充电电压va，运算放大器amp将充电电压va与预设电压值vref进行比较并输出电压模拟信号samp；当充电电压va小于或等于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为低电平信号，此时调整控制管q2保持截止；当充电电压va大于预设电压值vref时，运算放大器amp输出的电压模拟信号samp为大于调整控制管q2的开启值，调整控制管q2在电压模拟信号samp的作用下处于不完全导通状态，调整控制管q2下拉充电电压va，以使得充电电容c2的充电电压va不大于预设电压值vref。在充电电容c2充电过程中，运算放大器amp持续重复获取充电电压va，并将充电电压va与预设电压值vref进行比较。
70.在一实施例中，参照图7和图8，判断充电回路是否导通，具体包括以下步骤：s3a、判断充电回路的导通时长是否达到预设时长tdly；若否，则充电回路导通，若是，则充电回路断开。
71.具体地，本技术实施例中，充电电容c2的充电要求为充电时长，延时器td用来对控制信号sw为高电平的时长进行计时，其预设有预设时长tdly；延时器td为高电平触发，即当控制信号sw为高电平时，延时器td启动开始计时。当控制信号sw为高电平时，充电开关管q3优先导通，充电回路导通为充电电容c2充电，此时延时器td对充电回路的导通时长进行计时；当延时器td的计时时长达到预设时长tdly时，控制管导通，耐压开关管q1的源极接地，充电回路断开，充电电容c2停止充电，原边回路导通，原边线圈n1开始储能，直至控制信号sw由高电平跳变为低电平时，充电回路和原边回路均断开，副边线圈n2为负载供电。
72.在另一实施例中，参照图7和图9，判断充电回路是否导通，具体包括以下步骤：s3b1、判断充电电容c2的电压信号vcc是否小于第一参考信号vref1，若是，则充电电容c2需要补电并执行以下步骤，若否，则充电电容c2无需补电。
73.s3b2、判断充电回路的导通时长是否达到预设时长tdly；s3b3、判断充电电容c2的电压信号vcc是否大于第二参考信号vref2；s3b4、若以上判断结果均为否，则充电回路导通；若任一判断结果为是，则充电回路断开。
74.具体地，本技术实施例中，为防止在充电电容c2电量充足的情况下仍对充电电容c2进行充电的情况发生，电压采样器21对充电电容c2的电压信号vcc进行检测，并将电压信号vcc与其预设的基准信号进行比较，基准信号包括第一参考信号vref1和第二参考信号vref2，第一参考信号vref1小于第二参考信号vref2。
75.在一个开关周期到来前，先判断充电电容c2是否需要补电，即电压比较器cmp将充电电容c2的电压信号vcc与第一参考信号vref1进行比较，若电压信号vcc大于第一参考信号vref1时，则说明充电电容c2无需补电；若电压信号vcc小于第一参考信号vref1时，则说明充电电容c2需要补电。若充电电容c2无需充电，则在控制信号sw为高电平时，充电回路始终保持断开；若充电电容c2需要充电，则在控制信号sw为高电平时，充电回路导通为充电电容c2充电，当充电电容c2满足充电要求后，充电回路断开，充电电容c2停止充电，原边线圈n1储能。
76.本技术实施例中，充电电容c2的充电要求为电压信号vcc或充电时长，当充电电容c2的电压信号vcc达到要求或者充电时长达到要求，则代表充电电容c2充电完成，充电回路断开，此时原边线圈n1继续储能。延时器td为高电平触发，用来对控制信号sw为高电平的时长进行计时，其预设有预设时长tdly。
77.当充电电容c2的电压信号vcc小于第一参考信号vref1时，电压采样器21在第三非门not3作用下第一基准电路与电压比较器cmp断开连接，第二基准电路与电压比较器cmp连接，此时电压比较器cmp将电压信号vcc与第二参考信号vref2进行比较，当开关电源芯片输出的控制信号sw为高电平时，充电开关管q3导通，充电电容c2开始充电，同时延时器td启动开始计时。
78.在预设时长tdly内，若电压信号vcc大于第二参考信号vref2时，则表示充电电容c2充电完成，此时电压采样器21重新将电压信号vcc与第一参考信号vref1进行比较，充电开关管q3截止，充电回路断开，充电电容c2停止充电，调整控制管q2导通，原边回路导通，原边线圈n1储能。
79.若延时器td的计时时长达到预设时长tdly时，充电电容c2的电压信号vcc仍小于第二参考信号vref2，则延时器td输出高电平信号，以使得运算放大器amp的使能脚en输入低电平信号，运算放大器amp输出处于悬空状态，调整控制管q2的控制极受充电控制单元2控制导通，耐压开关管q1的源极接地，此时充电电容c2停止充电，以保证原边线圈n1能够正常储能。
80.本技术实施例还公开一种开关电源的自供电芯片。自供电芯片内集成了上述实施例公开的自供电电路，包括充电电容c2、耐压开关管q1、充电开关管q3、调整控制管q2、限压控制单元1和充电控制单元2，使得充电电容c2从原边线圈n1取电，并在开关周期内以小电压为充电电容c2自适应补电。供电芯片适用于反激式开关电源，利用氮化镓耗尽管作为耐压开关管q1，并利用其工作特性从源端取电，确保自供电芯片内部只工作在低压状态，降低芯片的复杂度、降低芯片内部器件的耐压要求，即充电开关管q3、调整控制管q2以及单向导通管d2可以选用耐压较小的器件来设计，节约版图面积，从而减小最终芯片面积，提高效率，降低成本。耐压开关管q1和充电电容c2不仅可以集成于自供电芯片内，还可以独立于自供电芯片外，分立设置。同理，输出控制模块也可以与自供电电路集成在同一张芯片内。
81.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。