改善開關電源系統輸出特性的方法和電路技術方案

一種開關電源，包括變壓器，具有用于耦合一個輸入功率源的原邊繞組、用于提供開關電源輸出電壓的副邊繞組、和一個輔助繞組；功率開關，與所述原邊繞組耦合；原邊控制電路，與所述輔助繞組及功率開關耦合，所述原邊控制電路通過控制所述功率開關響應一個代表開關電源輸出的反饋電壓信號，來調節開關電源的輸出；副邊控制電路，與所述副邊繞組耦合，當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓時，引起開關電源的輸出電壓放電。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及開關電源系統(SMPS).特別是本專利技術涉及改善開關電源系統輸出特性的方法和電路。僅僅通過舉例的方式，本專利技術已經應用于減少脈沖寬度調節的輸出電壓過沖(PMW)或開關電源系統的脈沖頻率調節(PFW).本專利技術更廣泛的適用性將被認識。
技術介紹
開關電源具有體積小，效率高以及電流大的優點，廣泛應用于手機充電器和電腦適配器以及其他領域中。近些年，綠色電源被重視，需要高換能效率尤其是低備用功率消耗量。然而，在一定運行條件下，舉個例子，當開關電源從重負載到低負載或者從低負載到無載變化，輸出量能夠過沖。這可能導致輸出不穩定和能量損失。鑒于以上所述，我們需要的是一個有效的技術來減少輸出電壓過沖或者在負載瞬 變過程中或開關電源的動態負荷變化中的過壓。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種開關電源的相關技術，以減少輸出電壓過沖，或者在開關電源的動態負載或負載瞬變時的過壓。本專利技術提供一種開關電源，包括變壓器，具有用于耦合一個輸入功率源的原邊繞組、用于提供開關電源輸出電壓的副邊繞組、和一個輔助繞組；功率開關，與所述原邊繞組耦合；原邊控制電路，與所述輔助繞組及功率開關耦合，所述原邊控制電路通過控制所述功率開關響應一個代表開關電源輸出的反饋電壓信號，來調節開關電源的輸出；副邊控制電路，與所述副邊繞組耦合，當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓時，引起開關電源的輸出電壓放電。在具體實施例中，所述副邊控制電路包括一放電控制電路，所述放電控制電路具有與所述開關電源的輸出電壓稱合的電源端，所述放電控制電路產生一放電信號。在一實施例中，在副邊發生放電時，所述放點控制電路能夠提供一個信號引起原邊控制電路臨時停止調節開關電源的輸出。在一實施例中，所述放電控制電路包括一比較器，該比較器具有與第二參考電壓連接的反向輸入端，與第三參考電壓連接的正向輸入端，以及與所述開關電源輸出連接的電源端，其中所述第三參考電壓低于第二參考電壓。在一實施例中，所述放電控制電路還包括連接于所述放電控制電路的電源端與地之間的第一晶體管，所述第一晶體管還具有與所述比較器輸出連接的控制端。在一實施例中，所述放電控制電路還包括連接于所述放電控制電路的電源端與所述比較器輸出之間的第二晶體管。在一實施例中，所述第二晶體管受控于第一和第二觸發器，所述第一觸發器接入一指示所述開關電源輸出電壓高于所述第一參考電壓的信號，所述第二觸發器接入一延遲信號。在一實施例中，所述放電控制電路防止輸出電壓放電至所述第二參考電壓。在一實施例中，所述原邊控制電路是一 PWM控制器。在一實施例中，所述原邊控制電路是一 PFM控制器。本專利技術還提供一種控制開關電源的三端子裝置，包括第一端子，與所述開關電源的輸出耦合；第二端子，與所述開關電源副邊的地耦合；第三端子，與所述開關電源的副邊繞組耦合； 放電控制電路，與所述第一端子耦合，當所述第一端子上的電壓高于第一參考電壓，所述放電控制電路產生一放電信號使得第一端子上的電壓向第二端子放電。在具體實施例中，所述放電控制電路包括一比較器，該比較器具有與第二參考電壓連接的反向輸入端，與第三參考電壓連接的正向輸入端，以及與所述開關電源輸出連接的電源端，其中所述第三參考電壓低于第二參考電壓。在一實施例中，所述放電控制電路還包括連接于所述第一端子與第二端子的第一晶體管，所述第一晶體管還具有與所述比較器輸出連接的控制端。在一實施例中，所述放電控制電路還包括連接于所述第一端子與所述比較器輸出的第二晶體管。在一實施例中，所述第二晶體管受控于第一和第二觸發器，所述第一觸發器接入一指示所述開關電源輸出電壓高于所述第一參考電壓的信號，所述第二觸發器接入一延遲信號。本專利技術還提供一種控制開關電源輸出的方法，所述開關電源包括變壓器，所述變壓器具有與一功率開關連接的原邊繞組、提供輸出的副邊繞組、以及輔助繞組，該方法包括在所述變壓器的原邊，通過控制所述功率開關響應一個代表開關電源輸出的反饋電壓信號，來調節開關電源的輸出；在所述變壓器的副邊，當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓時，引起開關電源的輸出電壓放電。在具體實施例中，該方法還包括產生一放電信號進行放電。在一實施例中，產生所述放電信號包括當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓進行檢測，并且將檢測結果與一延遲信號及一時鐘信號結合。在一實施例中，該方法還包括提供一放電控制電路，所述放點控制電路包括一比較器，該比較器具有與第二參考電壓連接的反向輸入端，與第三參考電壓連接的正向輸入端，以及與所述開關電源輸出連接的電源端，其中所述第三參考電壓低于第二參考電壓。在一實施例中，所述放電控制電路還包括連接于所述放電控制電路的電源端與地之間的第一晶體管，所述第一晶體管還具有與所述比較器輸出連接的控制端。在一實施例中，該方法還包括在副邊發生放電時，在原邊臨時停止調節開關電源的輸出。在各種實施方案中，本專利技術涉及了檢測開關電源輸出的過沖或者過壓條件，以及在副邊對輸出電壓的放電。在一些實施例中，當系統輸出電壓高于預定值，一個放電信號弓I起輸出電壓放電。在開關電源的動態負載或負載瞬變條件下，輸出過沖或者過壓因此可以減少。附圖說明圖I是應用本專利技術的典型反激式開關電源系統基本原理框架圖；圖2是一具體實施例的本專利技術副邊控制電路框架原理圖；圖3是本專利技術一實施例提供的過壓放電電路的電路示意圖；圖4是本專利技術一實施例提供的放電控制信號DISCHARGE運行的電路示意圖；圖5是本專利技術一實施例產生OVP信號的電路簡單示意圖；圖6是圖2中副邊控制電路的各個信號的波形圖。 具體實施例方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。依照本專利技術實例，圖I為典型的反激式開關電源系統100的簡單示意圖。根據圖I所示，開關電源系統100包括一個帶有電源終端VCC、一個反饋終端FB，一個輸出終端OUT和一個電流感應終端CS的原邊控制器10。具體取決于本申請，控制器10能夠是PWM控制器或者PFM控制器。開關電源系統100還包括變壓器20，其擁有一原邊繞組21，一副繞組23，和一個輔助繞組22。開關電源100還包括整流二極管11和電容器12，整流AC電源電壓源Vac產生了整流DC輸入電壓Vin。在啟動時，當電源終端VCC通過電阻器13和旁路電容器14時，整流DC輸入電壓Vin提供電源給控制器10。在正常運行模式中，輔助繞組22通過整流二極管15給控制器10提供電源。電流感應終端CS與雙極晶體管30的終端相耦合，去感應原電流Ip通過原繞組21和功率晶體管30流入。電阻器16和17形成分壓器去降低在輔助繞組中的感應電壓。下降電壓在輸入終端FB中反饋給控制器10，為了進一步處理副邊的狀態。圖I中，控制器10在輸出終端OUT傳送了控制脈沖信號用來打開和關閉功率開關30，圖I所體現的是一雙極晶體管，但是在其他的實施例中，也能成為MOS晶體管。當晶體管30處于關閉狀態時，電壓在輔助繞組和副繞組中產生。電流存在于副繞組23中，通過包含二極管24和電容器25的整流電路，產生電源Vout的輸出值。原邊控制器10去調節輸出電壓Vout用來保持期望輸出值。根據圖I所示，開關電源系統100包括副邊控制器26，其有三個終端Vs，GND，和VDD.終端Vs與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種開關電源，其特征在于，包括：變壓器，具有用于耦合一個輸入功率源的原邊繞組、用于提供開關電源輸出電壓的副邊繞組、和一個輔助繞組；功率開關，與所述原邊繞組耦合；原邊控制電路，與所述輔助繞組及功率開關耦合，所述原邊控制電路通過控制所述功率開關響應一個代表開關電源輸出的反饋電壓信號，來調節開關電源的輸出；副邊控制電路，與所述副邊繞組耦合，當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓時，引起開關電源的輸出電壓放電。

【技術特征摘要】
1.一種開關電源，其特征在于，包括 變壓器，具有用于耦合一個輸入功率源的原邊繞組、用于提供開關電源輸出電壓的副邊繞組、和一個輔助繞組； 功率開關，與所述原邊繞組耦合； 原邊控制電路，與所述輔助繞組及功率開關耦合，所述原邊控制電路通過控制所述功率開關響應一個代表開關電源輸出的反饋電壓信號，來調節開關電源的輸出； 副邊控制電路，與所述副邊繞組耦合，當開關電源的輸出電壓高于第一參考電壓時，弓丨起開關電源的輸出電壓放電。2.根據權利要求I所述的開關電源，其特征在于，所述副邊控制電路包括一放電控制電路，所述放電控制電路具有與所述開關電源的輸出電壓耦合的電源端，所述放電控制電路產生一放電信號。3.根據權利要求2所述的開關電源，其特征在于，在副邊發生放電時，所述放點控制電路能夠提供一個信號引起原邊控制電路臨時停止調節開關電源的輸出。4.根據權利要求2所述的開關電源，其特征在于，所述放電控制電路包括一比較器，該比較器具有與第二參考電壓連接的反向輸入端，與第三參考電壓連接的正向輸入端，以及與所述開關電源輸出連接的電源端，其中所述第三參考電壓低于第二參考電壓。5.根據權利要求4所述的開關電源，其特征在于，所述放電控制電路還包括連接于所述放電控制電路的電源端與地之間的第一晶體管，所述第一晶體管還具有與所述比較器輸出連接的控制端。6.根據權利要求4所述的開關電源，其特征在于，所述放電控制電路還包括連接于所述放電控制電路的電源端與所述比較器輸出之間的第二晶體管。7.根據權利要求6所述的開關電源，其特征在于，所述第二晶體管受控于第一和第二觸發器，所述第一觸發器接入一指示所述開關電源輸出電壓高于所述第一參考電壓的信號，所述第二觸發器接入一延遲信號。8.根據權利要求4所述的開關電源，其特征在于，所述放電控制電路防止輸出電壓放電至所述第二參考電壓。9.根據權利要求I所述的開關電源，其特征在于，所述原邊控制電路是一PWM控制器。10.根據權利要求I所述的開關電源，其特征在于，所述原邊控制電路是一PFM控制器。11.一種控制開關電源的三端子裝置，其特征在于，包括 第一端子，與所述開關電源的輸出耦合； 第二端子，與所述開關電源副邊的地耦合； 第三端子，與所述開關電源的副邊繞組耦合； 放電控制電路，與所述第一端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高超，趙平安，陳超，
申請(專利權)人：上海新進半導體制造有限公司，
類型：發明
國別省市：