【嘉德点评】芯朋微改进的高度集成化开关电源及控制电路，对变压器原边绕组上的原边电流进行采样以获取采样电压，对分压电阻产生的电信信号采样作为反馈电压，从而控制变压器的充放电，实现开关电源的稳定电压输出。
集微网消息，前不久无锡芯朋微电子股份有限公司首发申请获上交所上市委员会通过，并将于上交所科创板上市。作为国内智能家电、标准电源、移动数码等行业电源管理芯片的重要供应商，芯朋微公司在工业大功率电源管理芯片及工业级驱动芯片等领域率先实现突破，实现了对进口品牌的大批量替代，极大的降低了国内传统大功率开关电源的成本。
图1 现有技术中的开关电源系统
传统的开关电源简化结构如图1所示，主要包含：变压器T11、输入电路以及输出电路。控制电路100检测FB、CS引脚的电压信号，并根据测量值控制功率开关管的开启和截止，以实现输出电压恒定。其中FB引脚的输出电压反馈信号通过第一反馈电阻R11和第二电阻R12分压得到，CS引脚的原边电流信号通过原边电流采样电阻R13得到。然而传统电路存在一些弊端，当电阻R3、电阻R11和电阻R12中有开路或者短路情况时，回导致控制电路100无法得到准确的输出电压或变压器原边电流，从而无法实现输出恒压功能。在某些情况下，异常短路或者断路的电阻R12会造成输出电压偏高或者偏低，甚至超出输出极限值，导致负载损坏，使得系统的稳定性不足。另一方面，图1中传统的开关电源系统，外围设计复杂，系统成本较高，器件多却可靠性低。因此，亟需一种新型开关电源改善传统电源系统的各种缺陷。
在2019年10月12日，芯朋微电子公司就提出一项名为“高度集成的开关电源及控制电路”的发明专利（申请号：201910966570.9），实现了一种高度集成的开关电源及控制电路，大大简化了传统开关电源结构，专利申请人为无锡芯朋微电子股份有限公司。
图2 专利提出的新型开关电源系统
专利改良的开关电源结构如图2所示，其输入电路包括：第一反馈电阻R21、供电电容EC21和控制电路20。电阻R21的第一端与辅边绕组耦接，第二端与控制电路的反馈引脚(FB引脚)耦接；电容EC21用于给控制电路提供电能；控制电路200一方面对变压器原边绕组Np上的电流进行采样并获取采样电压，另一方面获取反馈电阻R21与控制电路内另一反馈电阻的分压电压作为反馈电压，并根据采样电压和反馈电压控制所述变压器的充放电，因此这种结构在传统控制电路基础上精简了系统，并提高了可靠性。
图3 原边电流采样模块
图3展示了功率开关管M1以及原边电流采样模块。其中原边电流采样模块包括采样管M2以及电流检测模块211，控制电路200通过原边电流采样模块210检测变压器的原边电流。由于功率开关管M1和采样管M2并联，且长宽比为X∶1，因此流过采样管M2的电流为流过所述功率开关管M1的电流的1/X倍。电流检测模块211包括源跟随模块2111以及电流镜模块2112以及采样输出电阻R45，由于源跟随模块2111与采样管M2耦接，因此可根据电流采样信号生成采样跟随信号，电流镜2112则利用采样跟随信号生成采样电压。
图4 反馈信号检测模块
如图4，系统反馈信号检测模块用于获取利用第一反馈电阻R21与控制电路内部第二反馈电阻231的分压电压所生成的反馈信号，并利用此反馈信号控制功率开关管打开和关断。控制电路200的FB引脚通过电阻R21与变压器T21的辅边绕组Na相连，当功率开关管M1关断时，原边绕组放能，输出二极管D23处于导通状态，辅边绕组Na通过变压器T21及次边绕组Ns将输出电压的一部分耦合至控制电路200的FB引脚，从而表征输出电压检测信号。
以上就是芯朋微改进的高度集成化开关电源及控制电路，对变压器原边绕组上的原边电流进行采样以获取采样电压，对分压电阻产生的电信信号采样作为反馈电压，从而控制变压器的充放电，实现开关电源的稳定电压输出。与现有的开关电源系统相比，这种新型电源系统结构节省了5个元器件，精简了系统结构、降低了成本、提高了系统可靠性。
关于嘉德
深圳市嘉德知识产权服务有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成，熟悉中欧美知识产权法律理论和实务，在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。
