芯朋微改進的高度集成化開關電源及控制電路，對變壓器原邊繞組上的原邊電流進行采樣以獲取采樣電壓，對分壓電阻產生的電信信號采樣作為反饋電壓，從而控制變壓器的充放電，實現(xiàn)開關電源的穩(wěn)定電壓輸出。

圖1 現(xiàn)有技術中的開關電源系統(tǒng)

傳統(tǒng)的開關電源簡化結構如圖1所示，主要包含：變壓器T11、輸入電路以及輸出電路。控制電路100檢測FB、CS引腳的電壓信號，并根據(jù)測量值控制功率開關管的開啟和截止，以實現(xiàn)輸出電壓恒定。其中FB引腳的輸出電壓反饋信號通過第一反饋電阻R11和第二電阻R12分壓得到，CS引腳的原邊電流信號通過原邊電流采樣電阻R13得到。然而傳統(tǒng)電路存在一些弊端，當電阻R3、電阻R11和電阻R12中有開路或者短路情況時，回導致控制電路100無法得到準確的輸出電壓或變壓器原邊電流，從而無法實現(xiàn)輸出恒壓功能。在某些情況下，異常短路或者斷路的電阻R12會造成輸出電壓偏高或者偏低，甚至超出輸出極限值，導致負載損壞，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性不足。另一方面，圖1中傳統(tǒng)的開關電源系統(tǒng)，外圍設計復雜，系統(tǒng)成本較高，器件多卻可靠性低。因此，亟需一種新型開關電源改善傳統(tǒng)電源系統(tǒng)的各種缺陷。

在2019年10月12日，芯朋微電子公司就提出一項名為“高度集成的開關電源及控制電路”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01910966570.9），實現(xiàn)了一種高度集成的開關電源及控制電路，大大簡化了傳統(tǒng)開關電源結構，專利申請人為無錫芯朋微電子股份有限公司。

圖2 專利提出的新型開關電源系統(tǒng)

專利改良的開關電源結構如圖2所示，其輸入電路包括：第一反饋電阻R21、供電電容EC21和控制電路20。電阻R21的第一端與輔邊繞組耦接，第二端與控制電路的反饋引腳（FB引腳）耦接；電容EC21用于給控制電路提供電能；控制電路200一方面對變壓器原邊繞組Np上的電流進行采樣并獲取采樣電壓，另一方面獲取反饋電阻R21與控制電路內另一反饋電阻的分壓電壓作為反饋電壓，并根據(jù)采樣電壓和反饋電壓控制所述變壓器的充放電，因此這種結構在傳統(tǒng)控制電路基礎上精簡了系統(tǒng)，并提高了可靠性。

圖3 原邊電流采樣模塊

圖3展示了功率開關管M1以及原邊電流采樣模塊。其中原邊電流采樣模塊包括采樣管M2以及電流檢測模塊211，控制電路200通過原邊電流采樣模塊210檢測變壓器的原邊電流。由于功率開關管M1和采樣管M2并聯(lián)，且長寬比為X∶1，因此流過采樣管M2的電流為流過所述功率開關管M1的電流的1/X倍。電流檢測模塊211包括源跟隨模塊2111以及電流鏡模塊2112以及采樣輸出電阻R45，由于源跟隨模塊2111與采樣管M2耦接，因此可根據(jù)電流采樣信號生成采樣跟隨信號，電流鏡2112則利用采樣跟隨信號生成采樣電壓。

圖4 反饋信號檢測模塊

如圖4，系統(tǒng)反饋信號檢測模塊用于獲取利用第一反饋電阻R21與控制電路內部第二反饋電阻231的分壓電壓所生成的反饋信號，并利用此反饋信號控制功率開關管打開和關斷。控制電路200的FB引腳通過電阻R21與變壓器T21的輔邊繞組Na相連，當功率開關管M1關斷時，原邊繞組放能，輸出二極管D23處于導通狀態(tài)，輔邊繞組Na通過變壓器T21及次邊繞組Ns將輸出電壓的一部分耦合至控制電路200的FB引腳，從而表征輸出電壓檢測信號。

以上就是芯朋微改進的高度集成化開關電源及控制電路，對變壓器原邊繞組上的原邊電流進行采樣以獲取采樣電壓，對分壓電阻產生的電信信號采樣作為反饋電壓，從而控制變壓器的充放電，實現(xiàn)開關電源的穩(wěn)定電壓輸出。與現(xiàn)有的開關電源系統(tǒng)相比，這種新型電源系統(tǒng)結構節(jié)省了5個元器件，精簡了系統(tǒng)結構、降低了成本、提高了系統(tǒng)可靠性。