一种单级高pfc的ac-dc控制芯片及开关电源电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种单级高PFC的AC-DC控制芯片及开关电源电路。
【背景技术】
[0002]随着开关电源技术的逐渐发展，同了为了缓解电网压力并降低成本，单级高PFC的AC-DC开关电源控制器芯片得到了很好的发展，但是目前市面上单级高PFC功能的芯片只具有恒流功能而不具有恒压功能，技术困难是当线电压处于馒头波包络两侧较低处的时候，由于电感续流时间很短而无法正常对输出负载电压进行采样，也就无法实现环路的恒压控制，可见现有单级高PFC的AC-DC控制芯片仍有待进一步发展和改进。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种单级高PFC的AC-DC控制芯片及开关电源电路，实现了单级高PFC功能的AC-DC控制芯片既具有恒流功能还具有恒压功能。
[0004]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种单级高PFC的AC-DC控制芯片，包括:
消磁时间侦测模块，用于检测次边电感电流的消磁时间，并输出给恒流控制模块；
电流采样保持模块，用于采样所述AC-DC控制芯片CS端的峰值电压，并输出给恒压控制模块和恒流控制模块；
恒压控制模块，用于根据AC-DC控制芯片FB端的信号和电流采样保持模块输出的峰值电压，通过逻辑与驱动模块进行恒压控制；
恒流控制模块，用于根据消磁时间侦测模块输出的消磁时间信号、电流采样保持模块输出的峰值电压、所述AC-DC控制芯片COMP端的信号和所述AC-DC控制芯片GATE端的信号，通过逻辑与驱动模块进行恒压控制；
逻辑与驱动模块，用于在负载工作在恒流模式时，根据恒流控制模块输出的信号，控制与AC-DC控制芯片的GATE端连接的开关管的通断；在负载工作在恒压模式时，根据恒压控制模块输出的信号，控制与AC-DC控制芯片的GATE端连接的开关管的通断。
[0005]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述恒压控制模块包括:
第一开关；
第二开关；
初级恒压单元，用于将AC-DC控制芯片FB端的信号与第一参考电压的差值放大，并将放大后的差值与内置的斜坡信号比较，输出恒压控制信号给逻辑与驱动模块；
次级恒压单元，用于采样AC-DC控制芯片FB端的信号对应的开关管的关断时间，在所述峰值电压低于第二参考电压时，在下一个周期减小所述开关管的关断时间；在所述峰值电压低于第三参考电压时，锁存此时对应的关断时间，在后续周期中将开关管的关断时间固定为锁存的关断时间；
电压比较单元，用于比较所述峰值电压与第二参考电压、第三参考电压的大小，并将比较结果输出给所述次级恒压单元；在所述峰值电压低于第二参考电压时控制第一开关断开、第二开关闭合，在所述峰值电压高于第二参考电压时控制第一开关闭合、第二开关断开；
所述初级恒压单元的输入端为所述恒压控制模块的第一输入端、连接所述AC-DC控制芯片的FB端；所述初级恒压单元的输出端通过次级恒压单元连接第二开关的一端、还通过第一开关连接第二开关的另一端；所述第二开关的另一端为所述恒压控制模块的输出端、连接逻辑与驱动模块；所述电压比较单元的输入端为所述恒压控制模块的第二输入端、连接电流采样保持模块，所述电压比较单元的第一输出端连接次级恒压单元和第二开关的控制端，所述电压比较单元的第二输出端连接次级恒压单元，所述电压比较单元的第三输出端连接第一开关的控制端。
[0006]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述次级恒压单元还包括:
关断时间采集子单元，用于采样AC-DC控制芯片的FB端对应的开关管的关断时间；关断时间控制子单元，用于在所述峰值电压低于第二参考电压时，获取关断时间采集子单元最后一次采样的关断时间，将该关断时间乘以一个系数，将乘以系数的关断时间设置为下一个周期开关管的关断时间；在所述峰值电压低于第三参考电压时，锁存此时关断时间采集子单元采样的关断时间，在后续周期中将开关管的关断时间固定为锁存的关断时间；
其中，所述系数小于I且与所述峰值电压成正比例。
[0007]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述初级恒压单元包括采样控制开关、第一电容、误差放大器、第一比较器和用于产生斜坡信号的斜坡子单元；所述采样控制开关的一端为初级恒压单元的输入端、连接AC-DC控制芯片的FB端，所述采样控制开关的另一端连接误差放大器的反相输入端、还通过第一电容接地；所述误差放大器的正相输入端连接第一参考电压提供端，所述误差放大器的输出端连接第一比较器的正相输入端，所述斜坡子单元连接第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的输出端为所述初级恒压单元的输出端、连接次级恒压单元和第一开关。
[0008]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述电压比较单元包括第二比较器、第三比较器和反相器，所述第二比较器的反相输入端为所述电压比较单元的输入端、连接电流采样保持模块的输出端和第三比较器的反相输入端，所述第二比较器的正相输入端连接第二参考电压提供端，所述第三比较器的正相输入端连接第三参考电压提供端，所述第二比较器的输出端为电压比较单元的第一输出端、连接第二开关的控制端、次级恒压单元和反相器的输入端，所述第三比较器的输出端为电压比较单元的第二输出端、连接次级恒压单元，所述反相器的输出端为电压比较单元的第三输出端、连接第一开关的控制端。
[0009]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述AC-DC控制芯片还包括内建电源模块，用于为所述AC-DC控制芯片提供工作电源；所述内建电源模块连接所述AC-DC控制芯片的VCC端。
[0010]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述AC-DC控制芯片还包括保护模块，用于为所述AC-DC控制芯片提供过温保护、输出过压保护和负载短路保护；所述保护模块连接所述逻辑与驱动模块。
[0011]所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，所述第一开关和第二开关均为高电平闭合、低电平断开的数字开关。
[0012]一种开关电源电路，包括如上所述的单级高PFC的AC-DC控制芯片。
[0013]相较于现有技术，本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片及开关电源电路，通过设置恒压控制模块和恒流控制模块，使所述AC-DC控制芯片能工作在恒流模式，也能工作在恒压模式，可为负载提供恒压和恒流，有效的保护了负载，提高了开关电源的供电品质。
【附图说明】
[0014]图1为本发明提供的开关电源电路的电路图。
[0015]图2为本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片的结构框图。
[0016]图3为本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，恒压控制模块的结构框图。
[0017]图4为本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，初级恒压单元的电路图。
[0018]图5为本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，电压比较单元的电路图。
[0019]图6为本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片中，峰值电压CSs、线电压包络和恒压控制模块40输出信号CV的波形图。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供一种单级高PFC的AC-DC控制芯片及开关电源电路。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]请参阅图1，图1为本发明提供的开关电源电路，包括本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片Ul和开关管Ql。所述AC-DC控制芯片Ul通过控制开关管Ql的通断，使开关电源电路的输出电压Vout和输出电流恒定。
[0022]请一并参阅图2，本发明提供的单级高PFC的AC-DC控制芯片Ul包括消磁时间侦测模块10、电流采样保持模块20、恒流控制模块30、恒压控制模块40、保护模块50、逻辑与驱动模块60和内建电源模块70。
[0023]所述消磁时间侦测模块10，用于检测次边电感电流的消磁时间，并输出给恒流控制模块30。
[0024]所述电流采样保持模块20，用于采样所述AC-DC控制芯片CS端的峰值电压，并输出给恒压控制模块40和恒流控制模块30。
[0025]所述恒压控制模块40，用于根据AC-DC控制芯片FB端的信号和电流采样保持模块20输出的峰值电压，通过逻辑与驱动模块60进行恒压控制。即，所述恒压控制模块40通过逻辑与驱动模块60对所述开关管Ql的通断进行控制，使开关电源电路的输出电压Vout恒定。
[0026]所述恒流控制模块30，用于根据消磁时间侦测模块10输出的消磁时间信号、电流采样保持模块20输出的峰值电压、所述AC-DC控制芯片COMP端的信号和所述AC-DC控制芯片GATE端的信号，通过逻辑与驱动模块60进行恒压控制。由于目前单级高PFC恒流技术已经非常成熟，