一种双环路待机控制电路及开关电源的制作方法

1.本实用新型涉及电子领域，特别是涉及一种双环路待机控制电路及开关电源。


背景技术：

2.电源作为便携式电子产品的供电设备，一直朝着小型化、安全化、高效率方向发展，因此小封装sot23-6l的产品风靡市场。但是随着能效标准的提高，各家为了追求待机功耗的降低，纷纷在超小封装sot23-6l产品里采用了待机跳周期模式的工作方式满足待机功耗能效标准。由于在超小封装sot23-6l产品里，控制芯片脚位安规的限制而无法采用高压启动，只能采用外部电阻启动方式完成系统的上电启动。采用电阻启动情况下，待机时易引起供电引脚vdd 掉电而导致自动重启误动作。因此个别先进厂商为了防止vdd掉电，通常采用vdd掉电到下电阈值vdd
off
前退出跳周期模式这种控制来避免掉电。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种双环路待机控制电路及开关电源，以实现待机保持跳周期模式的需求。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种双环路待机控制电路，所述控制电路包括：第一分压模块、第二分压模块、第一控制模块和第二控制模块；
6.所述第一分压模块的输入端与电源端口连接；所述第一分压模块用于将电源端口提供的电源电压转换成初始基准电压并输出，以及对所述初始基准电压进行分压，输出第一基准电压、第二基准电压、第三基准电压、第四基准电压和第五基准电压；
7.所述第二分压模块与电源端口连接；所述第二分压模块用于对所述电源电压进行分压，得到电源分压电压；
8.所述第一控制模块包括：第一比较器、第一反向器、第一开关和第二开关；
9.所述第一比较器的第一端与所述第二分压模块的输出端连接；所述第一比较器的第二端分别与所述第一开关的漏极和所述第二开关的漏极连接；所述第一比较器的第三端与所述第一反向器的输入端连接；所述第一比较器的第三端还与电源端使能端口连接以输出电源端口使能信号；
10.所述第一开关的源极与所述第三基准电压的输出端连接；所述第二开关的源极与所述第二基准电压的输出端连接；
11.所述第一比较器的第四端与所述第一基准电压的输出端连接；所述第一比较器的第五端与置位使能端口连接；
12.所述第一反向器的输出端与所述第二开关的栅极连接；所述第一开关的栅极与电源端使能端口连接；
13.所述第二控制模块包括：第二比较器、第二反向器、第三开关和第四开关；
14.所述第二比较器的第一端与反馈端口连接；
15.所述第二比较器的第二端分别与所述第三开关的漏极和所述第四开关的漏极连接；所述第二比较器的第三端与所述第二反向器的输入端连接；所述第二比较器的第三端还与反馈端使能端口连接以输出反馈端口使能信号；
16.所述第二比较器的第五端与所述置位使能端口连接；所述第二比较器的第四端与所述第一基准电压的输出端连接；
17.所述第四开关的源极与所述第四基准电压的输出端连接；所述第三开关的源极与所述第五基准电压的输出端连接；所述第三开关的栅极与所述反馈端使能端口连接；
18.所述第二反向器的输出端与所述第四开关的栅极连接。
19.可选地，所述第一分压模块包括：依次连接的电压器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；
20.所述电压器与所述电源端口连接；所述电压器用于将电源电压转换成初始基准电压，并对所述初始基准电压分压得到所述第一基准电压；
21.所述第三电阻与所述电压器连接，所述第三电阻用于对所述第一基准电压分压得到所述第二基准电压；
22.所述第四电阻与所述第三电阻连接，所述第四电阻用于对所述第二基准电压分压得到所述第三基准电压；
23.所述第五电阻与所述第四电阻连接，所述第五电阻用于对所述第三基准电压分压得到所述第四基准电压；
24.所述第六电阻与所述第五电阻连接，所述第六电阻用于对所述第四基准电压分压得到所述第五基准电压；
25.所述第七电阻的一端与所述第六电阻连接且另一端接地。
26.可选地，所述第二分压模块包括：第一电阻和第二电阻；
27.所述第一电阻的一端与所述电源端口连接，所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接；所述第二电阻另一端接地；所述第一电阻和所述第二电阻的之间的连接端为所述第二分压模块的输出端。
28.一种双环路待机开关电源，所述开关电源包括：电压输入模块、反馈电路模块和控制器集成电路模块；所述控制器集成电路模块包括上下电使能电路、驱动电路、脉冲调制器和上述所述的双环路待机控制电路；
29.所述电压输入模块的输入端与输入线电压端连接，所述电压输入模块输出端分别与电源端口和所述反馈电路模块的输入端连接；所述反馈电路模块的输出端分别与反馈端口和电流监测端口连接；
30.所述脉冲调制器的输入端分别与所述反馈端口、所述电流监测端口和所述电源端口连接；所述脉冲调制器的输出端与所述驱动电路连接；
31.所述上下电使能电路的输入端与所述电源端口连接；所述上下电使能电路的输出端与置位使能端口连接；
32.所述驱动电路的输入端分别与所述电源端口、所述反馈端使能端口和所述电源端使能端口连接；所述驱动电路的输出端与驱动输出端口连接。
33.可选地，所述反馈电路模块包括：电压变换子模块和反馈器；
34.所述电压变换子模块的输入端与所述电压输入模块的输出端连接；所述电压变换
子模块的输出端与所述反馈器连接；
35.所述反馈器的输出端与所述反馈端口连接；
36.可选地，所述反馈电路模块还包括：功率开关管；
37.所述功率开关管的漏极通过原边线圈与所述电压输入模块输出端连接；所述功率开关管的源极与所述电流监测端口连接；所述功率开关管的栅极与所述驱动输出端口连接。
38.可选地，所述反馈电路模块还包括：限流电阻；
39.所述限流电阻的一端与所述功率开关管的源极连接且另一端接地。
40.可选地，所述电压变换子模块包括：变压器、二极管和电容器；
41.所述变压器包括原边线圈和次边线圈；所述原边线圈分别与所述电压输入模块的输出端以及所述功率开关管的漏极连接；所述次边线圈分别与所述二极管的阳极以及所述电容器连接；所述二极管的阴极与所述电容器连接。
42.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
43.通过第一分压模块和第二分压模块对电源电压进行分压后，再通过第一控制模块和第二控制模块分别与第一分压模块和第二分压模块连接，输出电源端口使能信号和反馈端口使能信号，由于第一控制模块中的第一反向器对电源端口使能信号进行取反后控制第二开关的开关状态，还由于第一开关的漏极和第二开关的漏极的输出信号作用到第一比较器后，能够使得第一比较器的第二端对第二基准电压和第三基准电压进行选择；同样的第二控制模块中的第二反向器对反馈端口使能信号进行取反后控制第四开关的开关状态，由于第三开关的漏极和第四开关的漏极的输出信号作用到第二比较器后，能够使得第二比较器的第二端对第四基准电压和第五基准电压进行选择；因此，通过对第一控制模块和第二控制模块的输入电压进行选择控制，由此能够完成输出电压的稳定和跳周期工作的进行，以实现待机保持跳周期模式的需求。
附图说明
44.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本实用新型实施例提供的双环路待机控制电路的电路图；
46.图2为本实用新型实施例提供的双环路待机开关电源的电路图；
47.图3为本实用新型实施例提供的双环路待机开关电源的重载切换到空载待机的波形图；
48.图4为传统开关电源的电路图；
49.图5是传统开关电源系统的重载切换到空载待机的波形图；
50.图6是传统开关电源系统的工作波形图。
51.符号说明：
52.第一分压模块-1、第二分压模块-2、第一控制模块-3、第二控制模块-4、电压输入模块-5、反馈电路模块-6、电压变换子模块-7。
具体实施方式
53.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
54.本实用新型的目的是提供一种双环路待机控制电路及开关电源，通过第一分压模块和第二分压模块对电源电压进行分压后，再通过第一控制模块和第二控制模块分别与第一分压模块和第二分压模块连接，输出电源端口使能信号和反馈端口使能信号，由于第一控制模块中的第一反向器对电源端口使能信号进行取反后控制第二开关的开关状态，还由于第一开关的漏极和第二开关的漏极的输出信号作用到第一比较器后，能够使得第一比较器的第二端对第二基准电压和第三基准电压进行选择；同样的第二控制模块中的第二反向器对反馈端口使能信号进行取反后控制第四开关的开关状态，由于第三开关的漏极和第四开关的漏极的输出信号作用到第二比较器后，能够使得第二比较器的第二端对第四基准电压和第五基准电压进行选择；因此，通过对第一控制模块和第二控制模块的输入电压进行选择控制，由此能够完成输出电压的稳定和跳周期工作的进行，以实现待机保持跳周期模式的需求。
55.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
56.首先对本实用新型实施例中出现的主要组件符号进行说明：
57.10：传统开关电源。
58.10a：本实用新型提供的双环路待机开关电源。
59.11：传统开关电源控制器集成电路模块。
60.11a：本实用新型的开关电源控制器集成电路模块。
61.12：反馈器(feedback)；20：上下电使能电路(uvlo)；30：脉宽调制器(pwm)；40：驱动电路(driver)；50：11内部的待机控制电路(stb)。
62.50a：11a内部的一种双环待机控制电路(dlstb)。
63.60a：开关电源10的重载切换到轻载的2个实例的时序波形图。
64.60b：开关电源10a的重载切换到轻载的时序波形图。
65.stbmode1：开关电源10不具备防vdd端口掉电实例中重载切换到轻载的波形。
66.stbmode2：开关电源10具备防vdd端口掉电实例中重载切换到轻载的波形。
67.dlstbmode：开关电源10a的重载切换到轻载的时序波形。
68.70：开关电源10的工作波形。
69.m1：功率开关管，其第一端为漏极，第二端为栅极，第三端为源极。
70.tr：变压器；lp：tr的原边线圈；ls：tr的次边线圈。
71.la：tr的辅助线圈，负责给vdd端口的电容c
vdd
供电。
72.d1：交流输入的全波整流二极管。
73.d2、d3：二极管，其第一端为阴极，第二端为阳极。
74.rst：开关电源10的启动电阻。
75.r1、rx、rcs、r51、r52、r53、r54、r55、r56、r57：电阻器；其中 r51为第一电阻，r52为
第二电阻，r53为第三电阻，r54为第四电阻，r55 为第五电阻，r56为第六电阻，r57为第七电阻。
76.c1、cx、c
vdd
、c2：电容器。
77.m50、m51、m52、m53：n型开关，其第一端为漏极，第二端为栅极，第三端为源极；其中m50为第一开关，m51为第二开关，m52为第三开关， m53为第四开关。
78.51：第一比较器，其第一端为正向输入端，第二端为反向输入端，第三端为输出端，输出端与正向端同相位即正向端电压高于反向端电压时输出为逻辑高，反之输出则为逻辑低。
79.53：第二比较器，其第一端为正向输入端，第二端为反向输入端，第三端为输出端，输出端与正向端同相位即正向端电压高于反向端电压时输出为逻辑高，反之输出则为逻辑低。
80.52：第一反向器，其输出信号是输入信号的取反，即输入为逻辑高则输出为逻辑低。
81.54：第二反向器，其输出信号是输入信号的取反，即输入为逻辑高则输出为逻辑低。
82.55：电压器(vref)，其输入为电压信号，输出为基准电压vref。
83.vdd：电源端口；fb：反馈端口；cs：电流监测端口；drv：驱动输出端口；gnd：地端口；vac：输入线电压。
84.vo：开关电源10的直流输出电压；ics：变压器tr的原边线圈电流。
85.vsw：开关信号；v
fb
：反馈电压；v
dd
：电源端口电压，即电源电压。
[0086]vpwm
：脉冲宽度比较器输出信号；en：uvlo功能块输出的使能信号。
[0087]
vref：电压器55的第二端电压，即第一基准电压。
[0088]
vref1：第二基准电压；vref2：第三基准电压；vref3：第四基准电压；vref4：第五基准电压。
[0089]vdd1
：v
dd
的分压，即电源分压电压。
[0090]vstb_vdd
：v
dd
的待机控制输出逻辑使能信号，即电源端口使能信号。
[0091]vstb_vdd_n
：v
stb_vdd
的反向信号。
[0092]vstb_fb
：v
fb
的待机控制输出逻辑使能信号，即反馈端口使能信号。
[0093]vstb_fb_n
：v
stb_fb
的反向；
△
vo：输出电压vo的纹波最大值；io：次边输出电流；vdd
hold2
：vdd电压保持退出阈值；vdd
hold1
：vdd电压保持阈值。
[0094]
vdd
off
：vdd电压下电阈值；vdd
on
：vdd电压上电阈值。
[0095]vfb_out
：跳周期模式退出电压阈值；v
fb_in
：跳周期模式进入电压阈值。
[0096]vfb_ref
：第二比较器53的第二端输入电压。
[0097]vvdd_ref
：第一比较器51的第二端输入电压。
[0098]
跳周期模式：即空载待机模式。
[0099]“1”：逻辑高。
[0100]“0”：逻辑低。
[0101]
实施例1
[0102]
如图1所示，本实例提供的双环路待机控制电路包括：第一分压模块1、第二分压模
块2、第一控制模块3和第二控制模块4。
[0103]
第一分压模块1的输入端与电源端口vdd连接；第一分压模块1用于将电源端口vdd提供的电源电压v
dd
转换成初始基准电压并输出，以及对初始基准电压进行分压，输出第一基准电压vref、第二基准电压vref1、第三基准电压vref2、第四基准电压vref3和第五基准电压vref4。
[0104]
具体地，第一分压模块1包括：电压器55(vref)、第三电阻r53、第四电阻r54、第五电阻r55、第六电阻r56和第七电阻r57；电压器55(vref) 与电源端口vdd连接；电压器55(vref)用于将电源电压v
dd
转换成基准电压，并对基准电压分压得到第一基准电压vref；第三电阻r53与电压器55 (vref)连接，第三电阻r53用于对第一基准电压vref分压得到第二基准电压vref1；第四电阻r54与第三电阻r53连接，第四电阻r54用于对第二基准电压vref1分压得到第三基准电压vref2；第五电阻r55与第四电阻r54连接，第五电阻r55用于对第三基准电压vref2分压得到第四基准电压vref3；第六电阻r56与第五电阻r55连接，第六电阻r56用于对第四基准电压vref3分压得到第五基准电压vref4；第七电阻r57与第六电阻r56连接且其另一端接地。
[0105]
第二分压模块2与电源端口vdd连接；第二分压模块2用于对电源电压 v
dd
进行分压，得到电源分压电压v
dd1
。
[0106]
具体地，第二分压模块2包括第一电阻r51和第二电阻r52；第一电阻 r51的一端与电源端口vdd连接，第一电阻r51的另一端与第二电阻r52的一端连接；第二电阻r52另一端接地；第一电阻r51和第二电阻r52的之间的连接端为第二分压模块2的输出端。
[0107]
第一控制模块3的输入端分别与第一分压模块1的输出端、第二分压模块 2的输出端以及置位使能端口连接；第一控制模块3的输出端连接电源端使能端口；第一控制模块3用于在电源分压电压v
dd1
、第一基准电压vref、第二基准电压vref1、第三基准电压vref2和置位使能端口的作用下，输出电源端口使能信号v
stb_vdd
。
[0108]
具体地，第一控制模块3包括：第一比较器51、第一反向器52、第一开关m50和第二开关m51。
[0109]
第一比较器51的第一端与第二分压模块2的输出端连接；第一比较器51 的第二端分别与第一开关m50的漏极和第二开关m51的漏极连接；第一比较器51的第三端与第一反向器52的输入端连接；第一比较器51的第三端还与电源端使能端口连接以输出电源端口使能信号v
stb_vdd
；第一比较器51的第四端、第一开关m50的源极和第二开关m51的源极均与第一分压模块1的输出端连接；第一比较器51的第四端与第一基准电压vref的输出端连接；第一比较器51的第五端与置位使能端口连接；第一反向器52的输出端与第二开关 m51的栅极连接；第二开关m51的源极与第二基准电压vref1的输出端连接；第一开关m50的栅极与电源端使能端口连接；第一开关m50的源极与第三基准电压vref2的输出端连接。
[0110]
第二控制模块4分别与反馈端口、第一分压模块1、反馈端使能端口和置位使能端口连接，第二控制模块4用于在第一基准电压vref、第四基准电压 vref3、第五基准电压vref4和置位使能端口的作用下，输出反馈端口使能信号。
[0111]
具体地，第二控制模块4包括：第二比较器53、第二反向器54、第三开关m52和第四开关m53；第二比较器53的第一端与反馈端口fb连接；第二比较器53的第二端分别与第三开关m52的漏极和第四开关m53的漏极连接；第二比较器53的第三端与第二反向器54的输入端
连接；第二比较器53的第三端还与反馈端使能端口连接以输出反馈端口使能信号v
stb_fb
；第二比较器 53的第五端与置位使能端口连接；第二比较器53的第四端与第一分压模块1 输出第一基准电压vref的端口连接。
[0112]
第四开关m53的源极与第一分压模块1输出第四基准电压vref3的端口连接；第三开关m52的源极与第一分压模块1输出第五基准电压vref4的端口连接；第三开关m52的栅极与反馈端使能端口连接；第二反向器54的输出端与第四开关m53的栅极连接。
[0113]
本实例提供的双环路待机控制电路由电阻器r51、r52、r53、r54、r55、 r56、r57，其中r51为第一电阻，r52为第二电阻，r53为第三电阻，r54 为第四电阻，r55为第五电阻，r56为第六电阻，r57为第七电阻；电压器55、第一比较器51、第二比较器53、第一反向器52、第二反向器54、开关m50、 m51、开关m52、开关m53依照电性连接组成；其中m50为第一开关，m51 为第二开关，m52为第三开关，m53为第四开关；该控制电路能够通过对vdd 端口即电源端口、v
fb
端口即反馈端口的双环路待机控制，让其既满足待机能效也避免了重载切换到空载待机时的震荡问题，既保障了用户用电设备的安全性也提高了用户用电设备的效率，具备较高的市场应用前景。
[0114]
本实施例中提供的双环待机控制电路50a的工作原理如下：
[0115]
vdd从0开始上电的过程中，当v
dd
《vdd
on
时(vdd
on
为上电阈值)， en为逻辑“0”，将所有比较器的输出设置为逻辑“1”，当v
dd
》vdd
on
后电路进入正常工作模式。vdd端口的电压v
dd
输入到电压器55后输出第一基准电压vref，此外，v
dd
经过第一电阻r51、第二电阻r52分压后得到电压检测信号v
dd1
，v
dd1
输入到第一比较器51的第一端。第一基准电压vref经过串联电阻即第四电阻r54、第五电阻r55、第六电阻r56和第七电阻r57分压后分别产生第二基准电压vref1、第三基准电压vref2、第四基准电压vref3和第五基准电压vref4。第一开关m50和第二开关m51是第一比较器51的第二端输入信号v
vdd_ref
对第二基准电压vref1和第三基准电压vref2的选择开关，而第三开关m52和第四开关m53是第二比较器53的第二端输入信号v
fb_ref
对第四基准电压vref3和第五基准电压vref4的选择开关。第一反向器52对第一比较器51的输出逻辑进行取反后，控制第二开关m51的开和关。第二反向器54对第二比较器53的输出逻辑进行取反后，控制第四开关m53的开和关。
[0116]
第一电阻r51和第二电阻r52是匹配的比例系数为β(0《β《1)的超大电阻，第三电阻r53、第四电阻r54、第五电阻r55、第六电阻r56和第七电阻 r57是匹配的比例系数为θ1、θ2、θ3、θ4的精确电阻(0《θ4《θ3《θ2《θ1《1)。
[0117]
r52＝β(r51+r52)。
[0118]
r57＝θ4(r53+r54+r55+r56+r57)。
[0119]
r56+r57＝θ3(r53+r54+r55+r56+r57)。
[0120]
r55+r56+r57＝θ2(r53+r54+r55+r56+r57)。
[0121]
r54+r55+r56+r57＝θ1(r53+r54+r55+r56+r57)。
[0122]
vref1＝θ1×
vref。
[0123]
vref2＝θ2×
vref。
[0124]
vref3＝θ3×
vref。
[0125]
vref4＝θ4×
vref。
[0126]vdd1
＝β
×
vdd。
[0127]
虽然现有技术中有很多解决掉电现象的实施方案，并且也可以帮助客户更易设计开关电源系统，但是现有技术中会在重载切换到空载时，导致开关电源系统工作在非跳周期模式而极大地增加开关损耗，无法满足待机功耗能效标准。所以有必要采取特殊技术既能避免上述问题又能满足能效标准，从而达到保护用电设备的安全性和高效性。
[0128]
传统开关电源的电路图如图4所示，传统的开关电源其工作波形如图6 所示。通过将变压器tr的次级侧的输出电压vo通过反馈器12采样后，传输至电源转换器11的fb端口，经变压器初级侧线圈中的电流ics通过功率开关管m1和限流电阻rcs采样至电源转换器11，即电流ics到达传统开关电源控制器集成电路模块的cs端口，以产生脉冲宽度变化的方波信号(vsw)控制功率开关管(m1)的开启和关闭，从而完成变压器tr能量的传输。传统开关电源10由于是电阻启动，为了达到待机功耗的能效标准，其待机工作模式都是采用跳周期模式，其缺点之一是重载切换至空载待机时，vdd端口易掉电产生该开关电源系统的输出端vo震荡；其缺点之二是如果对其增加防掉电技术，则会在重载切换至空载待机时，工作在非跳周期模式带来极大地开关损耗，导致待机功耗超标问题。如图5所示，其中，stbmode1是缺点之一的情况，stbmode2是缺点之二的情况。所以有必要采取特殊技术既能避免上述问题又能满足能效标准，从而达到保护用电设备的安全性和高效性。
[0129]
因此本实用新型还提供了一种基于本实用新型实施例1中的控制电路的开关电源，以此来实现用电设备的安全性和高效性，详见实施例2。
[0130]
实施例2
[0131]
如图2所示，本实用新型实施例提供的双环路待机开关电源，包括：电压输入模块5、反馈电路模块6和控制器集成电路模块11a；控制器集成电路模块11a包括上下电使能电路20、驱动电路40、脉冲调制器30和实施例1中的双环路待机控制电路。
[0132]
电压输入模块5的输入端与输入线电压端连接(即vac的端口)，电压输入模块输出端分别与电源端口vdd和反馈电路模块6的输入端连接；反馈电路模块6的输出端分别与反馈端口fb和电流监测端口cs连接。
[0133]
反馈电路模块6用于在电压输入模块5的作用下获得直流输出电压；反馈电路模块6将直流输出电压反馈至反馈端口fb，此时反馈至反馈端口fb的电压作为反馈电压；反馈电路模块6还用于输出原边线圈电流。
[0134]
脉冲调制器30的输入端分别与反馈端口fb、电流监测端口cs和电源端口vdd连接；脉冲调制器30的输出端与驱动电路40连接。
[0135]
脉冲调制器30用于在反馈电路模块6即原边线圈电流、反馈电压和电源电压v
dd
的作用下，输出开关信号vsw。
[0136]
上下电使能电路20的输入端与电源端口vdd连接；上下电使能电路20 的输出端与置位使能端口en口连接；上下电使能电路20用于接收电源电压 v
dd
且输出使能信号en；上下电使能电路20的输出端与置位使能端口连接；使能信号en用于对控制电路进行初始置位。
[0137]
驱动电路40的输入端分别与电源端口vdd、反馈端使能端口和电源端使能端口连接；驱动电路40的输出端与驱动输出端口drv连接。驱动电路40 用于在电源电压v
dd
、电源端口使能信号v
stb_vdd
和反馈端口使能信号v
stb_fb
的作用下，输出负载驱动信号，由驱动输出端口drv输出，驱动电路40还用于根据开关信号vsw调节反馈电路模块6的脉冲宽度。在一种实施例中，反馈电路模块6具体包括电压变换子模块7和反馈器12；电压变换子模块7的输入端
与电压输入模块5的输出端连接；电压变换子模块7的输出端与反馈器 12连接。
[0138]
具体地，电压变换子模块7包括：变压器tr、二极管d3和电容器c2；变压器tr包括原边线圈lp和次边线圈ls；原边线圈lp与电压输入模块5 的输出端连接且与功率开关管m1的漏极连接；次边线圈ls与二极管d3的阳极连接，且与电容器c2连接；二极管d3的阴极也与电容器c2连接。电压变换子模块7用于对电压输入模块5的输出端输出的电压进行变换得到输出电压v0；反馈器12的输出端与反馈端口fb连接；反馈器12用于对输出电压 v0进行选择采样，并传送至反馈端口fb。
[0139]
作为一种可选的实施方式，反馈电路模块6还包括：功率开关管m1；功率开关管m1的漏极通过原边线圈lp与电压输入模块5的输出端连接；功率开关管m1的源极与电流监测端口cs连接；功率开关管m1的栅极与驱动输出端口drv连接。
[0140]
方波信号vsw控制功率开关管m1的开启和关闭来完成变压器tr能量的传输。
[0141]
进一步地，反馈电路模块6还包括：限流电阻rcs；限流电阻rcs与功率开关管m1的源极连接且其另一端接地。
[0142]
uvlo、driver、pwm、双环待机控制电路内嵌于一开关电源控制器集成电路模块11a中，双环待机控制电路的vdd端口即电源端口接开关电源控制器集成电路模块11a的电源vdd；双环待机控制电路的en端口接开关电源控制器集成电路11a的uvlo输出端en；双环待机控制电路的v
stb_vdd
端口接开关电源控制器集成电路模块11a的driver第三输入端v
stb_vdd
；双环待机控制电路的v
stb_fb
端口接开关电源控制器集成电路模块11a的 driver第二输入端v
stb_fb
；双环待机控制电路的v
fb
端口接开关电源控制器集成电路11a的输入端fb以及pwm的第二输入端fb。开关电源控制器集成电路模块11a包括dlstb、uvlo、pwm和driver，pwm的第一输入端cs接采样电阻rcs的第一端及功率开关管m1的源极，pwm第二输入端fb接反馈器12的输出端，pwm输出端接驱动电路driver的第一输入端；采样电阻rcs的第二端接地；uvlo的输入端接开关电源控制器集成电路模块 11a的电源vdd端口、dlstb的第一端、pwm的第三输入端和driver的第四端；驱动电路driver的输出端drv外接功率开关管m1的栅极；功率开关管m1的漏极接变压器的原边线圈lp。
[0143]
开关电源控制器集成电路模块11a耦接一设于变压器tr输出端的反馈器 12，以产生一开关信号v
sw
通过功率开关管m1调节变压器tr的脉冲宽度，从而调控开关电源10a的能量传输；开关电源控制器集成电路模块11a由双环待机控制电路50a、上下电使能电路20、脉宽调制器30与驱动电路40藕接组成。双环待机控制电路50a、上下电使能电路20、脉宽调制器30与驱动电路40内嵌于控制器集成电路模块11a中，以节省外部器件。
[0144]
此外，开关电源还有一种实例：开关电源为次级侧反馈方式电源系统；即双环路控制电路可以应用于次级侧反馈式开关电源中。
[0145]
因此，实施例2中提供的开关电源10a也就是系统重载时，vdd端口输入电压v
dd
在高电位，v
dd1
远大于vref1和vref2，第一比较器51的输出v
stb_vdd
为逻辑“1”，经过第一反向器52后的信号v
stb_vdd_n
为逻辑“0”，v
stb_vdd
、 v
stb_vdd_n
分别控制m50第一开关开、第二开关m51关，结果第一比较器51 输入电压阈值：
[0146]vvdd_ref
＝vref2＝θ2×
vref。
[0147]
重载时，反馈器12的输出v
fb
为高电压，远超过第四基准电压vref3和 vref4第五基准电压，结果v
fb
经过第二比较器53后输出信号v
stb_fb
为逻辑“1”，经过第二反向器54后的信
号v
stb_fb_n
为逻辑“0”，v
stb_fb
、v
stb_fb_n
分别控制第三开关m52开、第四开关m53关，结果第二比较器53输入电压阈值：
[0148]vfb_ref
＝v
fb_in
＝vref4＝θ4×
vref。
[0149]
当系统即开关电源10a从重载切换到空载时，反馈器12的输出v
fb
信号电压从高变低，当v
fb
低于v
fb_ref
＝v
fb_in
＝θ4×
vref后，第二比较器53输出 v
stb_fb
的逻辑翻转为“0”，经第二反向器54后信号v
stb_fb_n
为逻辑“1”，信号 v
stb_fb
、v
stb_fb_n
分别控制第三开关m52关、第四开关m53开，结果第二比较器53输入电压阈值v
fb_ref
＝v
fb_out
＝vref3＝θ3×
vref。逻辑为“0”的v
stb_fb
关闭了vsw，也就是说v
fb
低于v
fb_in
后关闭了驱动信号vsw，系统进入跳周期模式并导致vdd电压下降。当vdd电压下降低于vdd
hold1
时即v
dd1
下降低于vref2时：
[0150]vdd1
＝β
×vdd
《v
vdd_ref
＝vref2＝θ2×
vref。
[0151]
vdd
hold1
＝θ2×
vref/β。
[0152]vdd
《vdd
hold1
。
[0153]vdd1
经过第一比较器51比较后，输出信号v
stb_vdd
从vdd上电后的初始逻辑“1”翻转为逻辑“0”，控制开关电源10a强制退出跳周期模式，驱动信号vsw恢复开关动作。在这里，v
stb_vdd
恢复vsw开关动作的控制优先权高于v
stb_fb
，但v
stb_vdd
不改变v
stb_fb
的逻辑，因此可以看出跳周期模式(即空载待机)控制是一个双环待机控制，此双环路分别是v
dd
→vdd1
→vstb_vdd
环路和vo→vfb
→vstb_fb
环路。结果v
stb_vdd
＝“0”，v
stb_vdd_n
＝“1”，第二开关m51开，第一开关m50关，v
vdd_ref
＝vref1＝θ1×
vref。
[0154]
驱动信号vsw恢复后vdd开始上升，当vdd电压大于vdd
hold2
时即v
dd1
上升大于vref1时有，
[0155]vdd1
＝β
×vdd
》v
vdd_ref
＝vref1＝θ1×
vref。
[0156]
vdd
hold2
＝θ1×
vref/β。
[0157]vdd
》vdd
hold2
。
[0158]vdd1
经过第一比较器51比较后，输出信号v
stb_vdd
从逻辑“0”翻转为逻辑“1”，开关电源10a的跳周期模式控制权交给v
fb
，而此时v
fb
仍低于 v
fb_out
，那么v
stb_fb
是逻辑“0”，v
stb_fb
关闭驱动信号vsw。v
stb_vdd
＝“1”，那么v
stb_vdd_n
＝“0”，第二开关m51关，第一开关m50开，v
vdd_ref
＝vref2＝θ2×
vref。
[0159]
关闭了驱动信号vsw导致vdd电压下降，当vdd电压下降低于vdd
hold1
时即v
dd1
下降低于vref2时，重复上述vdd的控制过程，结果vdd在 vdd
hold1
、vdd
hold2
之间周期性波动，一直持续到v
fb
上升超过v
fb_out
＝v
fb_ref
＝vref3＝θ3×
vref，那么v
stb_fb
＝“1”。
[0160]
如果此时v
stb_vdd
＝“0”，则v
stb_vdd
强制恢复vsw开关工作；如果 v
stb_vdd
＝“1”，则控制权交给v
stb_fb
，那么v
stb_fb
＝“1”恢复vsw开关工作。所以无论vdd处于何种状态，一旦v
stb_fb
＝“1”则vsw恢复开关工作， vdd将在v
stb_fb
＝“1”期间持续上升。
[0161]
以上是基于双环路待机控制电路的开关电源的一个完整工作过程，开关电源的时序波形如图3所示。含有双环路待机控制电路的开关电源10a既实现了安全性和宽温度工作一致性，也实现了待机功耗的最小化。
[0162]
此外，具备本实用新型的开关电源10a与传统开关电源10在输出负载从重载切换到空载时的波形比对如图3和图5所示。
[0163]
从图5的波形可看出，传统开关电源10在输出负载从重载切换到空载时的两种实
例的波形。实例之一stbmode1为无防vdd掉电技术的传统开关电源系统10的波形，结果显示输出负载从重载切换到空载后，vdd掉电(即 vdd《vdd
off
)，导致vdd自动重启，输出电压vo震荡超出了vo的最大纹波
△
vo要求。而实例之二stbmode2为有防vdd掉电技术的传统开关电源系统10的波形，结果显示输出负载从重载切换到空载后，vdd稳定而无掉电发生，输出电压vo稳定正常，但是vsw波形一直持续开关动作，产生严重的开关损耗，结果造成开关电源系统的待机功耗超出能效规范范围而无法满足待机功耗指标要求。
[0164]
从图3的波形可看出，本实用新型实施例2提供的的开关电源10a在输出负载从重载切换到空载时，由于v
dd
和v
fb
的双环待机控制技术的加持，结果显示v
dd
在重、空载切换时无掉电发生(即v
dd
《vdd
off
)，而且输出电压 vo的纹波也在最大纹波
△
vo内，符合电源规范要求。同时，看到vsw的动作是关闭很长一段时间后打几个脉冲，再关闭很长时间后再打几个脉冲，周而复始跳周期工作，这样极大地降低了单位时间内的总开关损耗，结果空载待机时极大地减少了系统的开关损耗，空载待机功耗指标很容易就能满足能效待机功耗指标要求。
[0165]
本实用新型实施例提供的开关电源的优点如下：
[0166]
本实用新型提供的实施例既可应用于次级侧反馈式开关电源系统，也适用于初级侧反馈式开关电源系统，应用本实用新型实施例的开关电源系统安全性、低待机功耗性等明显优于其他开关电源系统，能够给用户节省成本，降低开关电源系统设计难度。
[0167]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0168]
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。