CN112152429A - 开关电源装置及所适用的电源驱动器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种开关电源装置及所适用的电源驱动器，包括：自供电端子，用于连接一自供电电源；基准电压端子，用于接入一基准电压以及连接功率转换电路；输入端子，用于连接供电母线；所述开关电源装置封装一电路结构包含：开关单元，其输入端连接输入端子；线路选择单元，用于受控地将开关单元中的第二电信号从基准电压端子或自供电端子输出；开关控制单元，用于控制开关单元导通、预关断或关断；自供电检测单元，用于在确定自供电端子在开关电源装置的启动阶段供电不足时，控制将开关单元的输出端从与基准电压端子连接更改为与自供电端子连接。本申请能够在启动阶段供电不足的情况下及时进行自供电以保证开关电源装置的正常开启。

Description

开关电源装置及所适用的电源驱动器

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源装置及所适用的电源驱动器。

背景技术

开关电源是一个用于进行电能变换的设备，将电网提供的交流电变换为各路直流输出电压，因其具有******元器件少、成本低、结构简单、待机功耗低等优点，被广泛的应用在电子设备适配器等场合。

图1显示为现有的开关电源的结构框图，如图所示，所述开关电源具有输入端子Vin、反馈端子FB、供电端子VCC、采样端子CS以及基准电压端子gnd，其中，输入端子Vin与供电母线电连接，用于通过电阻Ri和电容Ci提供开关电源启动电流，反馈端子FB用于通过分压电阻R1和R2获取由电感L0、续流二极管D0以及输出电容C0构成的功率转换电路的输出电压Vout(即负载供电电压)以生成反馈信号，采样端子CS用于藉由设置在功率转换电路中的采样电阻Rs采样流过电感L0的电流信号以生成电流检测信号，开关电源基于反馈端子FB反馈的反映输出电压Vout的反馈信号和采样端子CS获取的电流检测信号控制其内部的功率开关管的导通或关断，从而改变功率转换电路中的电信号以使所述功率转换电路向负载提供稳定供电。

如此，开关电源需要设置采样端子CS配合于采样电阻Rs检测流过功率转换电路的峰值电流来确定开关电源内功率开关管的关断时刻，使得开关电源的集成化程度低，***元器件多且布线繁琐，增加了硬件成本。

另外，开关电源装置藉由供电端子VCC向内部各个模块供电，在开关电源装置的启动阶段仅由电容Ci从供电端子VCC为开关电源装置供电。此时，所述开关电源装置中的所有模块均需被唤醒工作，可能会由于电容Ci的电量不足导致所述开关电源装置不能顺利开启。

发明内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种开关电源装置及所适用的电源驱动器。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面公开一种开关电源装置，用于藉由改变连接于供电母线的功率转换电路中的电信号以使所述功率转换电路向负载提供稳定供电，其特征在于，所述开关电源装置包括：自供电端子，用于连接一自供电电源；基准电压端子，用于接入一基准电压以及连接所述功率转换电路；输入端子，用于连接所述供电母线以从所述供电母线中获得第二电信号；其中，所述开关电源装置封装一电路结构以利用所述输入端子和基准电压端子将所述供电母线中的第二电信号输出至所述功率转换电路；其中，所述电路结构中包含：开关单元，其输入端连接所述输入端子；线路选择单元，电性连接所述开关单元的输出端，用于受控地将所述开关单元中的第二电信号从所述基准电压端子或自供电端子输出；开关控制单元，与所述自供电端子和所述开关单元的控制端相连并接收所述自供电端子的第一电信号，用于检测所述第一电信号，检测所述第二电信号，以及基于各检测结果控制所述开关单元转入导通状态、预关断状态或关断状态；自供电检测单元，与所述自供电端子、线路选择单元和开关控制单元相连，用于在所述开关单元处于预关断状态期间检测所述第一电信号；其中，当所述自供电检测单元基于检测结果确定所述自供电端子在所述开关电源装置的启动阶段供电不足时，控制所述线路选择单元将所述开关单元的输出端从与所述基准电压端子连接更改为与所述自供电端子连接。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述开关单元包括：电流型开关模块，设置在所述输入端子与线路选择单元之间的线路上；驱动电源模块，用于受控向所述电流型开关模块的控制端输出驱动信号。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述驱动电源模块包括多个驱动电源，用于向所述电流型开关模块的控制端输出变化的驱动信号，各驱动电源受所述开关控制单元独立控制；其中，在所述开关控制单元的控制下，一部分驱动电源在所述电流型开关模块导通期间执行断开操作，由另一部分驱动电源维持所述电流型开关模块的导通状态。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述另一部分驱动电源基于所述开关控制单元所输出的预关断检测信号中断向所述电流型开关模块输出驱动信号。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述线路选择单元包括第二功率管，连接在所述开关单元的输出端与基准电压端子之间；其中，所述第二功率管在连通所述开关单元和基准电压端子期间处于线性区。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述自供电检测单元包括：比较模块，电性连接于所述自供电端子和线路选择单元，用于比较所述第一电信号与一自供电参考信号，并基于比较结果向所述线路选择单元输出自供电检测信号。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述开关电源装置还包括：启动计时单元，电性连接所述开关控制单元的输出端，用于在所述开关电源装置上电瞬间基于所述开关控制单元的输出计时所述开关电源装置的启动时长。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述开关控制单元包括：导通检测模块，电性连接于所述自供电端子，用于检测自供电端子的第一电信号并输出相应的第一指示信号；预关断检测电路，电性连接于所述开关单元的输出端与所述线路选择单元之间，用于在所述线路选择单元连通开关单元的输出端与基准电压端子期间，检测所述第二电信号并基于检测结果输出预关断检测信号；关断计时电路，电性连接于所述预关断检测电路和开关单元，用于基于所述预关断检测信号计时所述开关单元处于预关断状态的时长，并在计时超时时输出第二指示信号；逻辑控制模块，电性连接于所述导通检测模块和关断计时电路，用于基于所述第一指示信号和第二指示信号的控制逻辑控制所述开关单元处于导通状态、预关断状态或关断状态。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述关断计时电路包括以下至少一种计时子电路：第一计时子电路，与所述线路选择单元相连，用于比较所述线路选择单元所采集的采样信号与预设第一关断参考信号，当所述采样信号达到所述第一关断参考信号时计时超时，并输出第一计时逻辑信号；包含计时电容的第二计时子电路，电性连接所述预关断检测电路，用于基于所述预关断检测信号控制所述计时电容执行计时操作，并当所述计时电容中一电极侧的电压信号达到第二关断参考信号时，计时超时并输出第二计时逻辑信号；其中，所述第二指示信号由所述第一计时逻辑信号或第二计时逻辑信号表示。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述关断计时电路还包括：计时逻辑子电路，电性连接所述第一计时子电路和第二计时子电路，用于基于所述第一计时逻辑信号和第二计时逻辑信号的计时逻辑，输出所述第二指示信号。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述开关控制单元还包括：第一参考电源，与所述预关断检测电路相连，用于输出一预关断参考信号以供检测所述第二电信号；第二参考电源，与所述预关断检测电路相连，用于在所述预关断状态期间输出第二参考信号；其中，所述预关断参考信号和第二参考信号合并后得到第一关断参考信号；阻性电路，电性连接于所述第一参考电源和第二参考电源的共同输出端和基准电压之间，用于利用预设阻抗输出所述预关断参考信号或第一关断参考信号；其中，所述线路选择单元和阻性电路具有一预设阻值关系，所述阻值关系基于开关单元转入预关断状态而确定。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述阻性电路包括：第一功率管，连接在所述共同输出端和基准电压之间，其在连通所述共同输出端和基准电压之间期间处于线性区。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述预关断检测电路包括：比较电路，电性连接所述阻性电路和线路选择单元，用于比较采样自所述线路选择单元的采样信号和所述预关断参考信号；存储电路，与所述比较电路的输出端相连，用于锁存所述比较电路的比较结果并输出所述预关断检测信号。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述开关控制单元还包括：隔离模块，电性连接于所述线路选择单元和预关断检测电路之间。

本申请的第二方面公开一种电源驱动器，包括：整流装置，电性连接外部交流电源，用于将交流电信号进行整流处理并输送至供电母线上；如本申请第一方面公开的各实施例中所述的开关电源装置，利用输入端子电性连接所述供电母线和利用基准电压端子连接基准电压；功率转换装置，电性连接所述供电母线和所述基准电压端子，用于在所述开关电源装置的通断控制下，向负载输出稳定供电；供电电源，电性连接所述开关电源装置的自供电端子和供电母线之间，用于向所述开关电源装置提供供电。

综上所述，本申请公开的开关电源装置及所适用的电源驱动器能够在启动阶段供电不足的情况下及时进行自供电以保证开关电源装置的正常开启；另外该开关电源装置简化了外部端子，集成化程度高，使得***元器件布线简单，降低成本。

附图说明

图1显示为现有的开关电源的结构框图。

图2显示为本申请开关电源装置在一实施例中的外部结构框图。

图3显示为本申请开关电源装置在一实施例中的***电路结构示意图。

图4显示为本申请开关电源装置在一实施例中的内部电路结构示意图。

图5显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关单元的电路结构示意图。

图6显示为本申请开关电源装置在一实施例中的驱动电源模块的电路结构示意图。

图7显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关控制单元的结构框图。

图8显示为本申请开关电源装置在一实施例中的断开检测模块的结构框图。

图9显示为本申请开关电源装置在一实施例中的电路选择单元的电路结构示意图。

图10显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关控制单元的电路结构示意图。

图11显示为本申请开关电源装置在一实施例中各单元的工作波形图。

图12显示为本申请开关电源装置在一实施例中的自供电检测单元的电路结构图。

图13显示为本申请电源驱动器在一实施例中的结构框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个或参数件与另一个或参数进行区分。例如，第一指示信号可以被称作第二指示信号，并且类似地，第二指示信号可以被称作第一指示信号，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一指示信号和第二指示信号均是在描述一个指示信号，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个指示信号。相似的情况还包括第一电信号与第二电信号，或者第一计时逻辑信号与第二计时逻辑信号。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

开关电源是一个用于进行电能变换的设备，将电网提供的交流电变换为各路直流输出电压，在需要多路不同电压供电的各种电子设备及家用电器中，开关电源可用来提供如数字电路需要5V、3.3V、2.5V等输出电压和模拟电路需要±12V、±15V等输出电压。开关电源因其具有******元器件少、成本低、结构简单、待机功耗低等优点，被广泛的应用在电子设备适配器等场合。

在图1所示的开关电源中，所述开关电源具有反馈端子FB和采样端子CS，用于基于反馈端子FB反馈的反映输出电压Vout的反馈信号和采样端子CS获取的电流检测信号控制其内部的功率开关管的导通或关断，从而改变功率转换电路中的电信号以使所述功率转换电路向负载提供稳定供电。如此，开关电源需要设置采样端子CS配合于采样电阻Rs检测流过功率转换电路的峰值电流来确定开关电源内功率开关管的关断时刻，使得开关电源的集成化程度低，***元器件多且布线繁琐，增加了硬件成本。

鉴于此，本申请公开一种开关电源装置，用于藉由改变连接于供电母线的功率转换电路中的电信号以使所述功率转换电路向负载提供稳定供电。请参阅图2，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的外部结构框图，如图所示，所述开关电源装置2包括自供电端子21，基准电压端子22，输入端子20，所述自供电端子21用于连接一自供电电源3，所述基准电压端子22用于接入一基准电压gnd以及连接所述功率转换电路4，所述输入端子20用于连接所述供电母线以及从所述供电母线中获取第二电信号。其中，所述开关电源装置2封装一电路结构以利用所述输入端子20和基准电压端子22将所述供电母线中的第二电信号输出至所述功率转换电路4。

在一实施例中，请参阅图3，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的***电路结构示意图，如图所示，所述自供电电源3包括电容C2，所述电容C2的一端电性连接于所述基准电压端子22，另一端电性连接于所述自供电端子21，同时，所述电容C2的另一端还经启动电阻R4电性连接于供电母线，以在开关电源的启动阶段辅以供电母线所提供的供电维持对所述开关电源装置供电。在此启动阶段，自供电端子21处的第一电信号为由自供电电源3提供的自供电信号，为了避免在该启动阶段电容C2所提供的供电不足以支撑开关电源装置的顺利启动，本实施例中通过封装在开关电源装置内部的电路结构在启动阶段对自供电端子21的自供电信号进行检测，在供电不足时，藉由对电路结构的控制实现自供电来补充自供电端子21的供电以使得所述开关电源装置正常启动。在开关电源装置启动完成后，功率转换电路4有稳定输出电压Vout，使得二极管D2导通，由输出电压Vout向开关电源装置供电，在此阶段，自供电端子21处的第一电信号为反映负载供电的母线供电信号。在图3所示的示例中，所述启动电阻R4封装于所述开关电源装置的内部，藉由输入端子20获取供电母线上第二电信号传输至所述电容C2。但并不以此为限，所述启动电阻R4也可设置在开关电源装置的外部，通过电线电性连接于供电母线和所述电容C2的另一端之间。

如图3所示，所述功率转换电路4包括电感L1，续流二极管D1和输出电容C1，其中，所述电感L1的一端电性连接于所述基准电压端子22，另一端作为输出端，用于基于基准电压端子的电信号励磁或退磁以向负载提供稳定供电，所述续流二极管D1的阴极电性连接于所述基准电压端子22，阳极电性连接于所述供电母线，用于在电感L1退磁阶段续流，所述输出电容C1电性连接于所述电感L1的另一端和供电母线之间，用于对输出电压Vout滤波。但并不以此为限，所述功率转换电路也可采用变压器，只需将***电路的连接方式做适应性调整即可。

请参阅图4，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的内部电路结构示意图，如图所示，所述电路结构包括开关单元23、开关控制单元24、线路选择单元26、以及自供电检测单元25。其中，开关单元23连接输入端子20，线路选择单元26电性连接开关单元23的输出端，用于受控地将开关单元23中的第二电信号从基准电压端子22或自供电端子21输出，开关控制单元24与自供电端子21和开关单元23的控制端相连并接收自供电端子21处的第一电信号，用于检测第一电信号，检测第二电信号，以及基于各检测结果控制开关单元23转入导通状态、预关断状态或关断状态，自供电检测单元25与自供电端子21、线路选择单元26和开关控制单元24相连，用于在开关单元23处于预关断状态期间检测自供电端子21的第一电信号，并在基于检测结果确定自供电端子21在所述开关电源装置的启动阶段供电不足时，控制线路选择单元26将开关单元23的输出端从与基准电压端子22连接更改为与自供电端子21连接。

所述开关单元23设置在输入端子20和线路选择单元26之间的线路上，使得输入端子20从供电母线上获得的第二电信号经由所述开关单元23输出至基准电压端子22以供功率转换电路进行能量转换而向负载提供稳定供电，或者在开关电源装置启动阶段自供电电源供电不足时，使得输入端子20从供电母线上获得的第二电信号经由所述开关单元23输出至自供电端子21以为开关电源装置补充供电。

请参阅图5，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关单元的电路结构示意图，如图所示，所述开关单元23包括电流型开关模块230和驱动电源模块231。

所述电流型开关模块230设置在所述输入端子20和线路选择单元26之间线路上，在一示例中，所述电流型开关模块230包括BJT功率开关管Q1。在此，所述BJT功率开关管Q1是电流型开关器件，可以适用在开关电源装置输出为3.2～3.5V的低压环境中，例如3.3V。而MOS场效应管的栅极驱动电压一般在4V以上，输出为低压的开关电源装置不再能够驱动MOS场效应管的工作，不适用于低压环境。

所述驱动电源模块231用于受控向所述电流型开关模块230的控制端输出驱动信号。鉴于电流型开关模块230在开启时需要向控制端注入较大的驱动电流，会造成很大能量的损耗。为了能够在降低驱动电源模块231的功耗的同时保持其高可靠性，所述驱动电源模块231包括多个驱动电源，用于向所述电流型开关模块230的控制端输出变化的驱动信号，各驱动电源受所述开关控制单元24独立控制。其中，在所述开关控制单元24的控制下，一部分驱动电源在所述电流型开关模块230导通期间执行断开操作，由另一部分驱动电源维持所述电流型开关模块230的导通状态。例如，所述电流型开关模块230处于关断期间，所述开关控制单元24控制各驱动电源供电，此时，各驱动电源均向所述电流型开关模块230的控制端输出控制信号，即会同时向控制端注入驱动电流，使得电流型开关模块230快速导通；在所述电流型开关模块230已被快速导通后，较小的驱动电流即可维持电流型开关模块230的导通，开关控制单元24会控制一部分驱动电源执行断开操作，由另一部分驱动电源维持所述电流型开关模块230的导通；在开关控制单元需要控制开关单元由导通状态转入预关断时，另一部分驱动电源则基于所述开关控制单元24所输出的预关断检测信号中断向所述电流型开关模块230输出驱动信号，此时所有的驱动电源均已不再为电流型开关模块230提供驱动信号，使得所述电流型开关模块230预关断。其中，所述开关控制单元24及其所输出的预关断检测信号容后详述。

请参阅图6，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的驱动电源模块的电路结构示意图，如图所示，所述驱动电源模块231包括第一驱动电源，第二驱动电源，以及开关器件N3，所述第一驱动电源包括第一电流源IB1和第一开关S1，所述第一电流源IB1通过所述第一开关S1电性连接于所述开关器件N3的输入端，所述第二驱动电源包括第二电流源IB2和第二开关S2，所述第二电流源IB2通过所述第二开关S2电性连接于所述开关器件N3的输入端，所述开关器件N3的控制端电性连接于所述自供电端子21，输出端电性连接于所述电流型开关模块230，用于输出驱动信号至所述电流型开关模块230。其中，所述第一开关S1和第二开关S2受控于所述开关控制单元。例如，所述开关控制单元控制第一开关S1和第二开关S2在所述电流型开关模块230关断期间执行导通操作以使得电流型开关模块230快速导通；在所述电流型开关模块230已被快速导通后，所述开关控制单元控制第一开关S1在所述电流型开关模块230导通期间执行断开操作，第二开关S2保持导通以维持所述电流型开关模块230的导通状态以降低功耗，或者，第二开关S2在所述电流型开关模块230导通期间执行断开操作，第一开关S1保持导通以维持所述电流型开关模块230的导通状态；在开关控制单元需要控制开关单元由导通状态转入预关断时，对应于前述中第一开关S1和第二开关S2的状态，第二开关S2基于所述开关控制单元所输出的预关断检测信号中断向所述电流型开关模块230输出驱动信号以使得所述电流型开关模块230预关断，或者，第一开关S1基于所述开关控制单元所输出的预关断检测信号中断向所述电流型开关模块230输出驱动信号以使得所述电流型开关模块230预关断。需要说明的是，所述开关器件N3的输出端还经第三开关S3接基准电压gnd，所述第三开关S3也受控于所述开关控制单元，用于基于所述开关控制单元所输出的控制开关单元23断开的控制逻辑而导通以使得电流型开关模块230彻底关断。其中，所述开关控制单元24及其所输出预关断检测信号和断开的控制逻辑容后详述。

如图4所示，开关控制单元24与自供电端子21和开关单元23的控制端相连并接收自供电端子21处的第一电信号，用于检测第一电信号，检测第二电信号，以及基于各检测结果控制开关单元23转入导通状态、预关断状态或关断状态。

结合图3的描述可知，功率转换电路4的输出端电性连接于所述自供电端子21，在开关电源启动完成后，由功率转换电路4的输出端的输出电压Vout输出至所述自供电端子21以为开关电源装置供电。而基准电压端子22电性连接功率转换电路4的输入。此时，开关控制单元24检测的自供电端子21的第一电信号反映了负载供电，检测的第二电信号反映了功率转换电路4中的电信号，以便根据当前的负载供电需求调整用于控制开关单元23导通、预关断、或关断的时机。例如，所述开关控制单元24通过检测所述第一电信号随负载供电变化的电压判断所述开关单元23的导通时机以控制所述开关单元23导通，与检测第一电信号同步地，所述开关控制单元24通过检测反映了功率转换电路4中的电信号的第二电信号判断所述开关单元23的断开时机以控制所述开关单元23预关断或关断。

请参阅图7，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关控制单元的结构框图，如图所示，所述开关控制单元24包括导通检测模块240，断开检测模块241和逻辑控制模块242。

所述导通检测模块240电性连接于所述自供电端子21，用于检测自供电端子21的第一电信号并输出相应的第一指示信号。由于在所述开关电源装置启动完成后，自供电端子21的第一电信号反映了负载供电，因此，所述导通检测模块240可根据第一电信号的电压选择相应负载的时限阈值，并按照所选择的时限阈值进行计时，在计时超时时输出所述第一指示信号。例如，利用包含至少一个比较器的逻辑电路模块检测第一电信号的电压并选择相应的时限阈值；利用计时电路模块进行计时，当所述计时大于所述时限阈值时输出第一指示信号。

所述断开检测模块241电性连接于开关单元23的输出端，用于基于预设第一参考信号检测所述第二电信号，并输出相应的第二指示信号。

由于所述开关单元23包括电流型开关模块，而电流型开关模块在控制端具有存储效应，在所述开关控制单元24控制所述开关单元23断开时，造成一定的关断延时，以此作为开关单元23的断开时机会影响开关电源装置的精度及安全。鉴于此，请参阅图8，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的断开检测模块的结构框图，如图所示，所述断开检测模块241包括预关断检测电路2412和关断计时电路2413。

所述预关断检测电路2412电性连接于所述开关单元23的输出端与所述线路选择单元26之间的线路上，用于在所述线路选择单元26连通开关单元23的输出端与基准电压端子22期间，检测所述第二电信号并基于检测结果输出预关断检测信号。

其中，所述线路选择单元包括第二功率管，所述第二功率管连接在所述开关单元的输出端与基准电压端子之间，并在所述第二功率管在连通所述开关单元和基准电压端子期间处于线性区(或三极管区)。请参阅图9，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的电路选择单元的电路结构示意图，如图所示，线路选择单元26包括第二功率管N2和二极管D3，所述第二功率管N2串接在开关单元23的输出端与基准电压端子22之间，所述二极管D3的阳极电性连接于开关单元23的输出端，阴极电性连接自供电端子21。在一示例中，所述开关电源装置启动阶段供电充足或开关电源装置启动完成，第二功率管N2受控导通以使得开关单元23的输出端与基准电压端子22相连，即开关单元23中的第二电信号输出给功率转换电路，此时，第二功率管N2具有一定的阻性，用于对第二电信号进行采样以获取反映功率转换电路中的峰值电流的采样信号；在另一示例中，所述开关电源装置在启动阶段供电不足，第二功率管N2受控断开以使得开关单元23的输出端与自供电端子21相连，开关单元23中的第二电信号经二极管D3输出给自供电端子21而实现自供电。

其中，所述开关控制单元还包括第一参考电源，用于为预关断检测电路2412提供一预关断参考信号。例如，所述第一参考电源可以为一恒压源，此时，所述预关断参考信号为所述恒压源的电压信号。但并不以此为限，请参阅图10，显示为本申请开关电源装置在一实施例中的开关控制单元的电路结构示意图，如图所示，所述开关控制单元还包括第一参考电源2411和阻性电路243，所述第一参考电源2411包括第三电流源IB3，所述阻性电路243电性连接于所述第三电流源IB3和基准电压端子22之间，用于利用预设阻抗输出所述预关断参考信号Pre_ref，在此，所述预关断参考信号Pre_ref为所述第三电流源IB3流经阻性电路243得到的电压。需要说明的是，预关断参考信号Pre_ref的电压值与基于所述线路选择单元26的第二功率管N2在连通开关单元23的输出端与基准电压端子22时的阻值和预设峰值电流得到的电压值具有一定比例关系，该比例关系可以以实际应用的电流型开关模块进行调整，以此来确定所述开关单元23预关断的时机。

如图8和图10所示，所述预关断检测电路2412电性连接所述开关单元23的输出端和线路选择单元26之间，以在线路选择单元26的第二功率管N2导通时检测所述第二电信号(在此，所述第二电信号反映了功率转换电路的峰值电流，也可称之为采样信号)，所述预关断检测电路2412还电性连接在第一参考电源2411和阻性电路243之间的节点上以获取预关断参考信号Pre_ref，从而使得预关断检测电路2412基于预关断参考信号Pre_ref获取所述采样信号Sig_E，并输出相应的预关断检测信号Pre_H。在图10所示的实施例中，所述预关断检测单路2412包括比较电路2414和存储电路2415，所述比较电路2414的第一输入端电性连接所述阻性电路243以获取预关断参考信号Pre_ref，第二输入端连接在第一参考电源2411和阻性电路243之间的节点上以获取反映功率转换电路的峰值电流的采样信号Sig_E，所述比较电路2414对预关断参考信号Pre_ref和采样信号Sig_E进行比较，并基于比较结果输出比较结果，所述存储电路2415电性连接于所述比较电路2414的输出端，用于锁存所述比较电路2414的比较结果并输出预关断检测信号Pre_H。在一示例中，所述采样信号Sig_E的值未达到预关断参考信号Pre_ref的值，即，所述开关单元23未达到预关断的时机，所述存储电路2415基于所述比较电路2414的比较结果不输出的预关断检测信号Pre_H；在另一示例中，所述采样信号Sig_E的值达到了预关断参考信号Pre_ref的值，即，所述开关单元23达到预关断的时机，所述存储电路2415基于所述比较电路2414的比较结果输出的预关断检测信号Pre_H，此时，所述开关控制单元基于该预关断检测信号Pre_H控制各驱动电源模块中断向所述电流型开关模块输出驱动信号以使得所述电流型开关模块处于预关断。

需要说明的是，所述开关控制单元24还包括隔离模块(未予以图示)，所述隔离模块电性连接于所述线路选择单元26和预关断检测电路2412之间，用于暂存所述采样信号Sig_E以输出给所述比较电路2414。例如，所述隔离模块包括缓冲器。

如图8所示，所述关断计时电路2413电性连接所述预关断检测电路2412，用于基于所述预关断检测信号计时所述开关单元23的预关断时长，并在计时超时时输出所述第二指示信号。其中，所述预关断时长为由于电流型开关模块在控制端具有存储效应而产生关断延时的时长，在计时超时时，则说明所述电流型开关模块的控制端存储的电子也已释放，此时输出所述第二指示信号，该第二指示信号使得图6所示实施例中的开关单元23中的第三开关S3受控于所述开关控制单元导通以使得电流型开关模块彻底关断。

在一实施方式中，所述关断计时电路包括第一计时子电路，所述第一计时子电路与所述线路选择单元相连，用于在线路选择单元连通开关单元的输出端和基准电压端子期间比较所述采样信号与预设第一关断参考信号，当所述采样信号达到所述第一关断参考信号时计时超时，并输出第一计时逻辑信号。在此，所述第一计时逻辑信号用于表示第二指示信号。

于实际应用中，如图10所示，所述第一计时子电路包括第一比较电路2416，所述第一比较电路2416的第一输入端电性连接所述线路选择单元以获取采样信号Sig_E，第二输入端用于获取第一关断参考信号Shutd_ref，所述第一比较电路2416比较所述采样信号Sig_E与第一关断参考信号Shutd_ref，当所述采样信号Sig_E达到所述第一关断参考信号Shutd_ref时输出第一计时逻辑信号Shutd_H1。例如，所述第一关断参考信号可由一恒压源提供，此时，所述第一关断参考信号为所述恒压源的电压信号。但并不以此为限，以图10所示为例，所述开关控制单元还包括与预关断检测电路2412相连的第二参考电源244，在此，阻性电路243电性连接于所述第一参考电源2411和第二参考电源244的共同输出端和基准电压端子22之间，如上所述，所述阻性电路243配合于所述第一参考电源2411利用预设阻抗产生并输出预关断参考信号Pre_ref以使得所述预关断检测电路2412电性输出相应的预关断检测信号Pre_H。此时，所述第二参考电源244用于基于该预关断检测信号Pre_H输出第二参考信号，第一关断参考信号Shutd_ref由阻性电路243利用预设阻抗配合于第一参考电源2411和第二参考电源244的共同输出而产生。需要说明的是，所述第一关断参考信号Shutd_ref的电压值与基于所述线路选择单元26的第二功率管N2的阻值和预设峰值电流得到的电压值相等，以此来确定所述开关单元彻底关断的时机。

进一步地，所述第二参考电源244包括第四电流源IB4和第四开关S4，所述第四电流源IB4经所述第四开关S4电性连接于所述阻性电路243，其中，所述第四开关S4受控于所述预关断检测电路2412和关断计时电路2413。在一示例中，所述预关断检测电路2412输出预关断检测信号Pre_H，所述第四开关S4基于该预关断检测信号Pre_H在断开期间执行导通操作以使得第四电流源IB4输出第二参考信号；在另一示例中，所述关断计时电路2413输出第二指示信号，所述第四开关S4基于该第二指示信号在导通期间执行断开操作以复位第二参考电源244使得第四电流源IB4的电性回路断开。

再者，所述阻性电路243包括第一功率管N1，所述第一功率管N1以导通的状态串接于所述第一参考电源2411和第二参考电源244的共同输出端和基准电压端子22之间，具有一定的阻性，可以利用预设阻值对第一参考电源2411和第二参考电源244进行采样以输出所述预关断参考信号Pre_ref或第一关断参考信号Shutd_ref。其中第一功率管N1和上述线路选择单元26中的第二功率管N2之间具有预设的阻值关系，以此能够确定所需第三电流源IB3和第四电流源IB4的规格。例如，所述第一功率管N1和第二功率管N2均采用NMOS管，工作在线性区(或三极管区)的NMOS管类似电阻的作用，在此，所述第一功率管N1和第二功率管N2的阻值关系通过宽长米勒比来反应。

在另一实施方式中，所述关断计时电路包括第二计时子电路，所述第二计时子电路包含计时电容，所述第二计时子电路电性连接所述预关断检测电路，用于基于所述预关断检测信号控制所述计时电容执行计时操作，并当所述计时电容中一电极侧的电压信号达到第二关断参考信号时计时超时，并输出第二计时逻辑信号，在此，所述第二计时逻辑信号用于表示第二指示信号。

在一示例中，如图10所示，所述第二计时子电路还包括充电线路2417、放电线路2418和第二比较电路2419，所述充电线路2417和放电线路2418均电性连接于所述计时电容C3的一端，所述计时电容C3的另一端接基准电压gnd，所述第二比较电路2419的第一输入端电性连接于所述计时电容C3的一端，用于获取计时电容C3中一电极侧的电压信号，所述第二比较电路2419的第二输入端用于获取第二关断参考信号V0，该第二关断参考信号V0可由一恒压源提供，也可由恒压源与分压电阻分压后提供或由恒流源与采样电阻得到的采样电压提供。其中，所述充电线路2417由第五电流源IB5和第五开关S2串联于所述自供电端子21和所述计时电容C3之间构成，所述第五开关S5受控于上述导通检测模块和上述预关断检测电路2412，用于基于所述导通检测模块输出的第一指示信号在断开期间执行导通操作以为所述计时电容C3充电而使得计时电容C3中一电极侧的电压信号不断升高，所述第五开关S5还基于所述预关断检测电路2412输出的预关断检测信号Pre_H在导通期间执行断开操作以中断向计时电容C3充电，所述放电线路2418由第六电流源IB6和第六开关S6串联于所述计时电容C3和接基准电压gnd端之间构成，所述第六开关S6受控于所述预关断检测电路2412，用于基于所述预关断检测电路2412输出的预关断检测信号Pre_H在关断期间执行导通操作以对所述计时电容C3放电，使得计时电容C3中一电极侧的电压信号不断降低，在该计时电容C3中一电极侧的电压信号降低至所述第二关断参考信号V0时，所述第二比较电路2419输出第二计时逻辑信号Shutd_H2。

需要说明的是，所述计时电容C3的充电起始时的初始值与所述第二关断参考信号V0的电压值相等以使得所述计时电容C3的充电电量与放电电量一致，如此，所述计时电容C3的充放电时间比等于所述第五电流源IB5和第六电流源IB6的电流比，于实际应用中可根据实际预关断持续的时长进行设计，以此来确定所述开关单元彻底关断的时机。在一示例中，如图10所示，所述计时电容C3的一端还经第七开关S7电性连接一恒压源，该恒压源提供的电压与第二关断参考信号的电压值相等，所述第七开关S7受控于所述第二计时子电路和所述导通检测模块，用于基于所述第二计时子电路输出的第二计时逻辑信号Shutd_H2在断开期间执行导通操作以使得所述计时电容C3的充电起始时的初始值与所述第二关断参考信号V0的电压值相等，所述第七开关S7还基于所述导通检测模块输出的第一指示信号在导通期间执行断开操作以不影响所述计时电容C3后续的充放电。

在又一实施方式中，所述关断计时电路同时包括所述第一计时子电路和所述第二计时子电路，所述第一计时子电路和第二计时子电路的电路结构和工作过程如上所述，在此不做赘述。此时，如图10所示，所述关断计时电路还包括计时逻辑子电路24130，所述计时逻辑子电路24130电性连接所述第一计时子电路和第二计时子电路，用于基于所述第一计时逻辑信号Shutd_H1和第二计时逻辑信号Shutd_H2的计时逻辑，输出所述第二指示信号Shutd_H。于实际应用中，所述计时逻辑子电路根据控制逻辑包括但不限于触发器、计时器、选择器、与门、或门、与非门、非门等。

如图7所示，所述逻辑控制模块242电性连接于所述导通检测模块240和断开检测模块241的关断计时电路(未予以图示)，用于基于所述第一指示信号和第二指示信号的控制逻辑控制所述开关单元23处于导通状态、预关断状态或关断状态。其中，所述开关单元23的电路结构和受控过程请参阅针对图4、图5和图6的说明，所述逻辑控制模块242根据控制逻辑包括但不限于触发器、计时器、选择器、与门、或门、与非门、非门等。

于实际应用中，所述开关电源装置藉由所述自供电端子向内部各个模块供电，在开关电源装置的启动阶段仅由电性连接于所述自供电端子的自供电电源供电。此时，所述开关电源装置中的所有模块均需被唤醒工作，可能会由于自供电电源的电量不足导致所述开关电源装置不能顺利开启。

如图4所示，所述自供电检测单元25与所述自供电端子21、线路选择单元26和开关控制单元24相连，用于在所述开关单元23处于预关断状态期间检测所述第一电信号，并在基于检测结果确定所述自供电端子21在所述开关电源装置的启动阶段供电不足时，控制所述线路选择单元26将所述开关单元23的输出端从与所述基准电压端子22连接更改为与所述自供电端子21连接。

请参阅图12并结合图10，图12显示为本申请开关电源装置在一实施例中的自供电检测单元的电路结构图，如图所示，所述自供电检测单元包括比较模块250，所述比较模块250电性连接于所述自供电端子21和线路选择单元26，用于比较所述第一电信号与一自供电参考信号Vref，并基于比较结果向所述线路选择单元26输出自供电检测信号Sig_V。在第一电信号高于自供电参考信号Vref时，也即自供电端子21供电正常，所述比较模块250基于该比较结果不输出自供电检测信号Sig_V，或者输出的自供电检测信号Sig_V为无效值；在第一电信号达不到自供电参考信号Vref时，也即自供电端子21供电不足，所述比较模块250基于该比较结果输出有效的自供电检测信号Sig_V。其中，所述自供电参考信号Vref可由一恒压源提供，也由恒压源与分压电阻分压后提供或由恒流源与采样电阻得到的采样电压提供，本申请中并不对此设限。

所述开关电源装置的启动阶段为开关电源装置上电瞬间至使得功率转换电路向负载提供而稳定供电期间。鉴于此，所述开关电源装置还包括启动控制单元(未予以图示)，所述启动控制单元电性连接所述开关控制单元的输出端，用于计时所述开关电源装置的启动阶段。

在一种实施方式中，所述启动计时单元基于预设固定时长计时启动阶段。在此，所述启动计时单元包括控制器和与所述控制器电性连接的计时器，所述控制器与所述开关控制单元的输出端相连，用于检测所述开关控制单元的输出并在检测到所述开关控制单元的输出端有电信号时(即所述开关电源装置上电瞬间)控制所述计时器开始计时并同时致能所述自供电检测单元，使得线路选择单元基于自供电检测单元输出的自供电检测信号将开关单元的输出端连接至自供电端子，从而开关电路中的第二电信号输出至自供电端子；在所述计时器计时至预设时长时，所述控制器禁能所述自动电检测单元，使得自供电检测单元不再进行检测，而线路选择单元维持在将开关单元的输出连接至基准电压端子，从而开关电路中的第二电信号输出至与基准电压端子相连的功率转换电路。计时器计时的预设时长为开关电源装置的启动阶段时长。例如所述预设时长为15～28ms，实际应用中，可设置为24ms。

在另一实施方式中，所述启动计时单元基于开关控制单元输出的脉冲数量计时启动阶段。在此，所述驱动计时单元包括控制器和与所述控制器电性连接的计数器，所述控制器与所述开关控制单元的输出端相连，用于检测所述开关控制单元的输出并在检测到所述开关控制单元的输出端有电信号时(即所述开关电源装置上电瞬间)控制所述计数器开始计所述开关控制单元输出的脉冲个数并致能所述自供电检测单元，使得线路选择单元基于自供电检测单元输出的自供电检测信号将开关单元的输出端连接至自供电端子，从而开关电路中的第二电信号输出至自供电端子；在所述计时器计时至预设脉冲个数时，所述控制器禁能所述自动电检测单元，使得自供电检测单元不再进行检测，而线路选择单元维持在将开关单元的输出连接至基准电压端子，从而开关电路中的第二电信号输出至与基准电压端子相连的功率转换电路。在此，计数器计的预设脉冲个数对应于开关电源装置的启动阶段时长。例如所述预设脉冲个数为150～280个，实际应用中，可设置为240个。

如此，每次在开关电源装置启动完成后，所述自供电检测单元不再工作，以此确保当与所述开关电源装置相连的功率转换电路在短路保护的情况下造成自供电端子供电不足时，所述自供电检测单元不会基于检测结果误动作，即自供电检测单元不会将短路保护误认为是自供电端子供电不足而对自供电端子供电使得开关电源装置继续工作。

但并不以此为限，为了能够实现短路保护的目的，在又一实施方式中，所述启动计时单元包括计时器和控制器，所述计时器电性连接于所述开关控制单元的输出端和所述控制器之间，用于基于开关控制单元输出有电信号(即所述开关电源装置上电瞬间)开始计时，并在计时到预设时长时输出启动信号给所述控制器。所述控制器还电性连接所述自供电检测单元的输出端，在计时器未发出启动信号时，所述控制器基于自供电检测单元输出的自供电检测信号控制线路选择单元将所述开关单元的输出端与自供电端子相连以使得第二电信号从所述自供电端子输出以进行自供电；在计时器发出启动信号后，所述控制器基于自供电单元输出端的自供电检测信号和启动信号控制所述开关单元断开，以此实现短路保护。在此，计时器计时的预设时长为开关电源装置的启动阶段时长。例如所述预设时长为15～28ms，实际应用中，可设置为24ms。

在再一种实施方式中，所述启动计时单元包括计数器和控制器，所述计数器电性连接于所述开关控制单元的输出端和所述控制器之间，用于基于开关控制单元输出有电信号(即所述开关电源装置上电瞬间)开始计所述开关控制单元输出的脉冲个数，并在计的脉冲个数到预设脉冲个数时输出启动信号给所述控制器。所述控制器还电性连接所述自供电检测单元的输出端，在计数器未发出启动信号时，所述控制器基于自供电检测单元输出的自供电检测信号控制线路选择单元将所述开关单元的输出端与自供电端子相连以使得第二电信号从所述自供电端子输出以进行自供电；在计数器发出启动信号后，所述控制器基于自供电单元输出端的自供电检测信号和启动信号控制所述开关单元断开，以此实现短路保护。在此，计数器计的预设脉冲个数对应于开关电源装置的启动阶段时长。例如所述预设脉冲个数为150～280个，实际应用中，可设置为240个。

如此，使得在开关电源装置的启动阶段，自供电检测单元一旦检测到自供电端子供电不足，控制器会及时控制线路选择单元将所述开关单元的输出端从与所述基准电压端子相连切换至与自供电端子相连以进行自供电；而在启动阶段以后，开关电源装置正常工作期间，自供电检测单元一旦检测到自供电端子供电不足，也即与开关电源装置相连的外部电路存在短路风险，则控制器会控制开关单元断开以进行短路保护。

事实上，为了降低功耗，上述实施方式中在藉由第二阻性电路中的功率管将所述开关单元中的第二电信号从所述基准电压端子切换至自供电端子输出时，所述第一阻性电路中的功率管也受控断开。

需要说明的是，结合图10所示，在开关电源装置启动阶段，所述自供电端子21供电不足而需要自供电时，所述线路选择单元26中的第二功率管N2受控断开，此时，所述线路选择单元26中第二功率管N2获取的采样信号Sig_E不再能够反映功率转换电路4中的峰值电流。同样地，为了降低功率，所述阻性电路243的第一功率管N1也受控断开，所述阻性电路243利用预设阻抗配合于第一参考电源2411和第二参考电源244的共同输出而产生的第一关断参考信号Shutd_ref也不再能作为反映BJT功率开关管Q1彻底关断的参考信号，图10所示第一计时子电路输出的第一计时逻辑信号Shutd_H1不能作为第二指示信号使用。此时，所述开关电源装置可仅包括第二计时子电路，所述第二计时子电路输出的第二计时逻辑信号Shutd_H2作为第二指示信号使用。但并不以此为限，所述开关电源装置也可同时包括图10所示的第一计时子电路和第二计时子电路，此时，所述计时逻辑子电路24130受控于所述自供电检测信号Sig_V，以在自供电端子21供电不足时，屏蔽第一计时子电路所输出的第一计时逻辑信号Shutd_H2。

请参阅图11，显示为本申请开关电源装置在一实施例中各单元的工作波形图，以下结合图1至图12对上述各实施例中的开关电源装置的工作过程予以说明。

在开关电源装置2接入供电母线时，所述自供电单元3藉由输入端子20经启动电阻R4获取供电母线上第二电信号，藉由自供电端子21给开关电源装置2中的电路结构供电，开关控制单元24开始输出控制信号以控制开关单元23导通、预关断或关断，于此同时，启动计时单元基于开关控制单元24的输出开始计时开关电源装置2的启动时长。

在开关电源装置2的启动计时单元计时的启动时长内，自供电检测单元25在开关单元23处于预关断状态时，一旦检测到自供电端子21供电不足，则线路选择单元26受控将开关单元的输出端由与基准电压端子22相连切换为与自供电端子21相连以自供电，而在未检测到自供电端子21供电不足时，则维持将开关单,23的输出端连接于基准电压端子22。

在超出开关电源装置2的启动计时单元计时的启动时长，也即开关电源装置2启动完成后，开关控制单元24依然控制开关单元23导通、预关断或关断，而线路选择单元26一直维持将开关单元23的输出端连接于基准电压端子22。在一示例中，自供电检测单元25在启动计时单元计时超时时不再进行自供电检测；在另一示例中，自供电检测单元25在启动计时单元计时超时时一旦检测到自供电端子21供电不足，则控制开关单元23断开以实现短路保护。

开关电源装置2控制开关单元23导通、预关断或关断过程如下，所述开关控制单元24基于导通检测模块240输出的第一指示信号控制第一开关S1和第二开关S2导通以及控制第三开关S3断开，从而使得第一电流源IB1和第二电流源IB2的输出经开关器件N3形成驱动BJT功率开关管Q1的驱动电流Ib＝IB1+IB2以快速开启所述BJT功率开关管Q1，在预设时间Δt后，为了降低功耗，所述开关控制单元24控制第一开关S1断开，仅有第二电流源IB2为BJT功率开关管Q1提供驱动电流Ib＝IB2以使得BJT功率开关管Q1维持在开启状态，供电母线上的第二电信号经BJT功率开关管Q1流入所述功率转换电路4以使得功率转换电路4中的电感L1处于励磁阶段，而线路选择单元26设置在BJT功率开关管Q1和基准电压端子22之间，其采集的采样信号Sig_E反映了电感L1上的电信号的变化。所述预关断检测电路2412基于预关断参考信号Pre_ref检测该采样信号Sig_E，在该采样信号Sig_E达到预关断参考信号Pre_ref时，输出相应的预关断检测信号Pre_H。

以所述关断计时电路2413包括第一计时子电路为例，所述开关控制单元24基于预关断检测信号Pre_H控制第二开关S2断开以中断输出驱动电流Ib，从而使得BJT功率开关管Q1进入预关断状态，鉴于BJT功率开关管Q1的控制端的存储效应，此时仍有第二电信号经采样电路流入所述功率转换电路4。与此同步地，所述开关控制单元24还基于该预关断检测信号Pre_H控制第四开关S4导通以使得所述第一阻性电路243利用预设阻抗配合于第一参考电源2411和第二参考电源244的共同输出产生第一关断参考信号Shutd_ref，所述第一计时子电路比较第一关断参考信号Shutd_ref和采样信号Sig_E，在采样信号Sig_E达到第一关断参考信号Shutd_ref时，输出第一计时逻辑信号Shutd_H1，此时第一计时逻辑信号Shutd_H1即为第二指示信号Shutd_H，所述开关控制单元24基于第二指示信号Shutd_H控制第四开关S4断开，第三开关S3导通，从而所述BJT功率开关管Q1被彻底关断。

以所述关断计时电路2413包括第二计时子电路为例，所述开关控制单元24基于上述导通检测模块输出的第一指示信号控制所述第五开关S5导通，从而使得充电线路2417为所述计时电容C3充电而使得计时电容C3中一电极侧的电压信号不断升高。在所述预关断检测电路2412输出相应的预关断检测信号Pre_H时，所述开关控制单元24基于预关断检测信号Pre_H控制所述第五开关S5断开并同时控制第六开关S6导通，从而使得所述计时电容C3经放电线路2418放电，使得计时电容C3中一电极侧的电压信号不断降低，在该计时电容C3中一电极侧的电压信号降低至所述第二关断参考信号V0时，所述第二计时子电路输出第二计时逻辑信号Shutd_H2，在此，第二计时逻辑信号Shutd_H2即为第二指示信号Shutd_H，所述开关控制单元24基于第二指示信号Shutd_H控制第六开关S6断开，第三开关S3导通，从而所述BJT功率开关管Q1被彻底关断。

以所述关断计时电路2413同时包括第一计时子电路和第二计时子电路为例，所述第一计时子电路和第二计时子电路的工作过程如上所述，在此不做赘述。此时，所述关断计时电路2413还包括计时逻辑子电路24130，所述计时逻辑子电路24130电性连接所述第一计时子电路和第二计时子电路，并基于所述第一计时逻辑信号Shutd_H1和第二计时逻辑信号Shutd_H2的计时逻辑，输出所述第二指示信号Shutd_H，所述开关控制单元24基于第二指示信号Shutd_H控制第四开关S4和第六开关S6断开，第三开关S3导通，从而所述BJT功率开关管Q1被彻底关断。

综上所述，本申请公开的开关电源装置能够在启动阶段供电不足的情况下及时进行自供电以保证开关电源装置的正常开启，且同时实现了短路保护；另外该开关电源装置简化了外部端子，集成化程度高，使得***元器件布线简单，降低成本；且内部考虑到开关单元预关断的存在，藉由预关断检测电路和关断计时电路得到开关单元的断开时机，从而使得开关电源装置的精度及可靠性都很高。

本申请还公开一种电源驱动器，请参阅图13，显示为本申请电源驱动器在一实施例中的结构框图，如图所示，所述电源驱动器包括整流装置50，开关电源装置51，功率转换装置53，以及供电电源52。

所述整流装置50电性连接外部交流电源，用于将交流电信号进行整流处理并输送至供电母线上。

所述的开关电源装置51包括自供电端子511，基准电压端子512，输入端子510，利用输入端子510电性连接所述供电母线和利用基准电压端子512连接基准电压gnd。其中，所述开关电源装置51内封装一电路结构以利用所述输入端子510和基准电压端子512将所述供电母线中的电信号输出至所述功率转换电路53，所述开关电源装置51内封装的电路结构如前图1至图12及其描述所示，在此不做赘述。

所述功率转换装置53电性连接所述供电母线和所述基准电压端子512，用于在所述开关电源装置51的通断控制下，向负载输出稳定供电。在实施例中，所述功率转换装置53的电路结构可包括如图3所示的功率转换电路4，在此，也即功率转换装置53包括电感L1，续流二极管D1和输出电容C1，其中，所述电感L1的一端电性连接于所述基准电压端子512，另一端作为输出端，用于基于基准电压端子的电信号励磁或退磁以向负载提供稳定供电，所述续流二极管D1的阴极电性连接于所述基准电压端子512，阳极电性连接于所述供电母线，用于在电感L1退磁阶段续流，所述输出电容C1电性连接于所述电感L1的另一端和供电母线之间，用于对输出电压Vout滤波。但并不以此为限，所述功率转换电路也可采用变压器，只需将***电路的连接方式做适应性调整即可。

所述供电电源52电性连接所述开关电源装置51的自供电端子511和供电母线之间，用于向所述开关电源装置51提供供电。在实施例中，所述供电电源52包括如图3所示的自供电电源3，在此，也即供电电源52包括电容C2，所述电容C2的一端电性连接于所述基准电压端子512，另一端电性连接于所述自供电端子511，同时，所述电容C2的另一端还经启动电阻R4电性连接于供电母线，以在开关电源的启动阶段辅以供电母线所提供的供电维持对所述开关电源装置51供电，在开关电源启动完成后，功率转换电路4有稳定输出电压Vout，使得二极管D2导通，由输出电压Vout向开关电源装置51供电。其中，所述启动电阻R4可封装于所述开关电源装置51的内部，藉由输入端子510获取供电母线上第二电信号传输至所述电容C2。但并不以此为限，所述启动电阻R4也可设置在开关电源装置的外部，通过电线电性连接于供电母线和所述电容C2的另一端之间。

通过本申请公开的电源驱动器，能够进行自供电以保证电源驱动器的正常开启，且同时实现了短路保护的功能。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种开关电源装置，用于藉由改变连接于供电母线的功率转换电路中的电信号以使所述功率转换电路向负载提供稳定供电，其特征在于，所述开关电源装置包括：

自供电端子，用于连接一自供电电源；

基准电压端子，用于接入一基准电压以及连接所述功率转换电路；

输入端子，用于连接所述供电母线以从所述供电母线中获得第二电信号；

其中，所述开关电源装置封装一电路结构以利用所述输入端子和基准电压端子将所述供电母线中的第二电信号输出至所述功率转换电路；

其中，所述电路结构中包含：

开关单元，其输入端连接所述输入端子；

线路选择单元，电性连接所述开关单元的输出端，用于受控地将所述开关单元中的第二电信号从所述基准电压端子或自供电端子输出；

开关控制单元，与所述自供电端子和所述开关单元的控制端相连并接收所述自供电端子的第一电信号，用于检测所述第一电信号，检测所述第二电信号，以及基于各检测结果控制所述开关单元转入导通状态、预关断状态或关断状态；

自供电检测单元，与所述自供电端子、线路选择单元和开关控制单元相连，用于在所述开关单元处于预关断状态期间检测所述第一电信号；

其中，当所述自供电检测单元基于检测结果确定所述自供电端子在所述开关电源装置的启动阶段供电不足时，控制所述线路选择单元将所述开关单元的输出端从与所述基准电压端子连接更改为与所述自供电端子连接。

2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关单元包括：

电流型开关模块，设置在所述输入端子与线路选择单元之间线路上；

驱动电源模块，用于受控向所述电流型开关模块的控制端输出驱动信号。

3.根据权利要求2所述的开关电源装置，其特征在于，所述驱动电源模块包括多个驱动电源，用于向所述电流型开关模块的控制端输出变化的驱动信号；

各驱动电源受所述开关控制单元独立控制；其中，在所述开关控制单元的控制下，一部分驱动电源在所述电流型开关模块导通期间执行关断操作，由另一部分驱动电源维持所述电流型开关模块的导通状态。

4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于，所述另一部分驱动电源在所述开关单元转入预关断状态时中断向所述电流型开关模块输出驱动信号。

5.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述线路选择单元包括第二功率管，连接在所述开关单元的输出端与基准电压端子之间；其中，所述第二功率管在连通所述开关单元和基准电压端子期间处于线性区。

6.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于，所述自供电检测单元包括：比较模块，电性连接于所述自供电端子和线路选择单元，用于比较所述第一电信号与一自供电参考信号，并基于比较结果向所述线路选择单元输出自供电检测信号。

7.根据权利要求6所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关电源装置还包括：启动计时单元，电性连接所述开关控制单元的输出端，用于在所述开关电源装置上电瞬间基于所述开关控制单元的输出计时所述开关电源装置的启动时长。

8.根据权利要求1-7中任一所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关控制单元包括：

导通检测模块，电性连接于所述自供电端子，用于检测自供电端子的第一电信号并输出相应的第一指示信号；

预关断检测电路，电性连接于所述开关单元的输出端与所述线路选择单元之间，用于在所述线路选择单元连通开关单元的输出端与基准电压端子期间，检测所述第二电信号并基于检测结果输出预关断检测信号；

关断计时电路，电性连接于所述预关断检测电路和开关单元，用于基于所述预关断检测信号计时所述开关单元处于预关断状态的时长，并在计时超时时输出第二指示信号；

逻辑控制模块，电性连接于所述导通检测模块和关断计时电路，用于基于所述第一指示信号和第二指示信号的控制逻辑控制所述开关单元处于导通状态、预关断状态或关断状态。

9.根据权利要求8所述的开关电源装置，其特征在于，所述关断计时电路包括以下至少一种计时子电路：

第一计时子电路，与所述线路选择单元相连，用于比较所述线路选择单元所采集的采样信号与预设第一关断参考信号，当所述采样信号达到所述第一关断参考信号时计时超时，并输出第一计时逻辑信号；

包含计时电容的第二计时子电路，电性连接所述预关断检测电路，用于基于所述预关断检测信号控制所述计时电容执行计时操作，并当所述计时电容中一电极侧的电压信号达到第二关断参考信号时，计时超时并输出第二计时逻辑信号；

其中，所述第二指示信号由所述第一计时逻辑信号或第二计时逻辑信号表示。

10.根据权利要求9所述的开关电源装置，其特征在于，所述关断计时电路还包括：

计时逻辑子电路，电性连接所述第一计时子电路和第二计时子电路，用于基于所述第一计时逻辑信号和第二计时逻辑信号的计时逻辑，输出所述第二指示信号。

11.根据权利要求8所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关控制单元还包括：

第一参考电源，与所述预关断检测电路相连，用于输出一预关断参考信号以供检测所述第二电信号；

第二参考电源，与所述预关断检测电路相连，用于在所述预关断状态期间输出第二参考信号；其中，所述预关断参考信号和第二参考信号合并后得到第一关断参考信号；

阻性电路，电性连接于所述第一参考电源和第二参考电源的共同输出端和基准电压之间，用于利用预设阻抗输出所述预关断参考信号或第一关断参考信号；其中，所述线路选择单元和阻性电路具有一预设阻值关系，所述阻值关系基于开关单元转入预关断状态而确定。

12.根据权利要求11所述的开关电源装置，其特征在于，所述阻性电路包括：第一功率管，连接在所述共同输出端和基准电压之间，其在连通所述共同输出端和基准电压之间期间处于线性区。

13.根据权利要求11所述的开关电源装置，其特征在于，所述预关断检测电路包括：

比较电路，电性连接所述阻性电路和线路选择单元，用于比较采样自所述线路选择单元的采样信号和所述预关断参考信号；

存储电路，与所述比较电路的输出端相连，用于锁存所述比较电路的比较结果并输出所述预关断检测信号。

14.根据权利要求8所述的开关电源装置，其特征在于，所述开关控制单元还包括：隔离模块，电性连接于所述线路选择单元和预关断检测电路之间。

15.一种电源驱动器，其特征在于，包括：

整流装置，电性连接外部交流电源，用于将交流电信号进行整流处理并输送至供电母线上；

如权利要求1-14中任一所述的开关电源装置，利用输入端子电性连接所述供电母线和利用基准电压端子连接基准电压；

功率转换装置，电性连接所述供电母线和所述基准电压端子，用于在所述开关电源装置的通断控制下，向负载输出稳定供电；

供电电源，电性连接所述开关电源装置的自供电端子和供电母线之间，用于向所述开关电源装置提供供电。

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