一種隔離式電壓轉換電路制造技術

本實用新型專利技術提出了一種隔離式電壓轉換電路，所述隔離式電壓轉換電路包括輸入端口，接收輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓；變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口以接收輸入電壓；原邊功率開關，耦接至變壓器的原邊繞組的第二端和原邊地之間；副邊功率開關，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間；副邊控制器，提供頻率調制信號；耦合器件，接收頻率調制信號，提供頻率控制信號；原邊控制器，接收電流檢測信號，頻率控制信號，在輸出端輸出門極信號至原邊功率開關的控制端以控制原邊功率開關的通斷。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電源電路，更具體地說，本技術涉及隔離式電壓轉換電路。
技術介紹
當前的隔離式電壓轉換電路通常采用原邊控制方式。如圖I所示，隔離式電壓轉換電路10通常采用變壓器Tl作為儲能元件。一功率開關電耦接至變壓器的原邊Lp，控制電路控制該功率開關的導通與關斷，使能量交替地在變壓器Tl的原邊中被存儲或被傳遞到變壓器的副邊Ls。變壓器的副邊Ls將能量傳遞至輸出電容Co，在輸出電容Co兩端產生一輸出電壓Vo，該輸出電壓No即為隔離式變換器的直流輸出電壓。在圖I所示的隔離式變換器中，功率開關和控制電路被集成在芯片ICl中。在原邊控制的隔尚式變換器中，輸出電壓Vo通過一耦合器件DO反饋至控制電路的反饋端FB，與流過功率開關的電流一起控制功率開關的通斷。在原邊控制方式中，耦合器件必須一直保持工作狀態以保證隔離式電壓轉換電路正常工作。當耦合器件由光耦器件及其輔助器件(如電阻等)實現時，光耦器件的功耗隨著負載的減輕而增大。因此耦合器件增加了系統的空載損耗，降低了系統在輕載狀態下的效率。
技術實現思路
本技術的目的在于解決現有技術的上述問題，提供一種副邊控制的隔離式電壓轉換電路。所述隔離式電壓轉換電路，其特征在于，包括輸入端口，接收輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓；變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口接收輸入電壓；原邊功率開關，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器的原邊繞組的第二端，所述第二端接原邊參考地；副邊功率開關，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間；副邊控制器，具有電源端、第一反饋端和耦合控制端，其中所述電源端接收輸出電壓，所述第一反饋端接收表征輸出電壓的第一反饋信號，所述耦合控制端輸出頻率調制信號；耦合器件，具有輸入側和輸出側，其中所述輸入側耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之間，所述輸出側提供頻率控制信號；原邊控制器，具有電流檢測端、頻率控制信號端和輸出端，其中電流檢測端接收表征流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，頻率控制信號端耦接至耦合器件的輸出側接收頻率控制信號，所述原邊控制器在輸出端輸出門極信號；其中所述原邊功率開關的控制端耦接至原邊控制器的輸出端接收門極信號；所述耦合器件的輸出側耦接在原邊控制器的頻率控制信號端和原邊參考地之間。在一個實施例中，所述副邊控制器包括誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接第一反饋信號，所述第二輸入端接收誤差基準信號，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差信號；誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所述第二輸入端耦接調制信號，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號；第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至耦合控制端，所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號，所述第一開關在第一比較信號為第一邏輯電平時開通，在第一比較信號為第二邏輯電平時關斷。在一個實施例中，所述原邊控制器包括峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測信號，所述第二輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側接收頻率控制信號，所述第二輸入端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。在一個實施例中，所述邏輯電路包括第一 RS觸發器，具有置位端、復位 端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號，所述復位端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。在一個實施例中，所述邏輯電路輸出的邏輯控制信號耦合至原邊控制器的輸出端。在一個實施例中，所述原邊控制器還具有第二反饋端，所述原邊控制器還包括負載檢測電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出負載檢測信號；啟動控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。 在一個實施例中，所述原邊控制器還包括選擇器，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動控制電路的輸出端接收啟動控制信號，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯控制信號，所述控制端接收負載檢測信號，所述選擇器在負載檢測信號有效時將啟動控制信號耦合至原邊控制器的輸出端，在負載檢測信號無效時將邏輯控制信號耦合至原邊控制器的輸出端。在一個實施例中，所述負載檢測電路包括負載檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收負載檢測基準信號，所述輸出端輸出負載比較信號；脈沖電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出脈沖信號；鎖存器，具有時鐘端，信號輸入端和輸出端，所述時鐘端至脈沖電路的輸出端接收脈沖信號，所述信號輸入端口耦接至負載檢測比較器的輸出端接收負載比較信號，所述鎖存器在所述時鐘端接收到脈沖信號時在輸出端輸出負載檢測信號。在一個實施例中，所述啟動控制電路包括最大峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測信號，所述第二輸入端接收峰值電流信號最大值，所述輸出端輸出最大峰值電流控制信號；振蕩器，輸出固定的時鐘信號；第二 RS觸發器，具有置位端、復位端和輸出端，所述置位端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述復位端耦接至最大峰值比較器的輸出端接收最大峰值電流控制信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。附圖說明圖I示出了現有技術中的原邊控制的隔離式電壓變換器的電路示意圖；圖2示出了根據本技術一實施例的隔離式電壓轉換電路20的電路結構示意圖；圖3不出了負載跳變時圖2電路中的各/[目號的波形不意圖；圖4示出了根據本技術一實施例的原邊控制器204的電路結構示意圖。具體實施方式下面將詳細描述本技術的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于 舉例說明，并不用于限制本技術。在以下描述中，為了提供對本技術的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是不必采用這些特定細節來實行本技術。在其他實例中，為了避免混淆本技術，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個說明書中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味著結合該實施例或示例描述的特定特征、結構或特性被包含在本技術至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特征、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隔離式電壓轉換電路，其特征在于，包括：？輸入端口，接收輸入電壓；？輸出端口，提供輸出電壓；？變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口接收輸入電壓；？原邊功率開關，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器的原邊繞組的第二端，所述第二端接原邊參考地；？副邊功率開關，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間；？副邊控制器，具有電源端、第一反饋端和耦合控制端，其中所述電源端接收輸出電壓，所述第一反饋端接收表征輸出電壓的第一反饋信號，所述耦合控制端輸出頻率調制信號；？耦合器件，具有輸入側和輸出側，其中所述輸入側耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之間，所述輸出側提供頻率控制信號；？原邊控制器，具有電流檢測端、頻率控制信號端和輸出端，其中電流檢測端接收表征流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，頻率控制信號端耦接至耦合器件的輸出側接收頻率控制信號，所述原邊控制器在輸出端輸出門極信號；其中？所述原邊功率開關的控制端耦接至原邊控制器的輸出端接收門極信號。

【技術特征摘要】
1.一種隔離式電壓轉換電路，其特征在于，包括 輸入端口，接收輸入電壓； 輸出端口，提供輸出電壓； 變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口接收輸入電壓； 原邊功率開關，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器的原邊繞組的第二端，所述第二端接原邊參考地； 副邊功率開關，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間； 副邊控制器，具有電源端、第一反饋端和耦合控制端，其中所述電源端接收輸出電壓，所述第一反饋端接收表征輸出電壓的第一反饋信號，所述耦合控制端輸出頻率調制信號；耦合器件，具有輸入側和輸出側，其中所述輸入側耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之間，所述輸出側提供頻率控制信號； 原邊控制器，具有電流檢測端、頻率控制信號端和輸出端，其中電流檢測端接收表征流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，頻率控制信號端耦接至耦合器件的輸出側接收頻率控制信號，所述原邊控制器在輸出端輸出門極信號；其中 所述原邊功率開關的控制端耦接至原邊控制器的輸出端接收門極信號。2.如權利要求I所述的隔離式電壓轉換電路，其特征在于所述副邊控制器包括 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接第一反饋信號，所述第二輸入端接收誤差基準信號，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差信號； 誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所述第二輸入端耦接調制信號，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號； 第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至耦合控制端，所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號，所述第一開關在第一比較信號為第一邏輯電平時開通，在第一比較信號為第二邏輯電平時關斷。3.如權利要求I所述的隔離式電壓轉換電路，其特征在于所述原邊控制器包括 峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測信號，所述第二輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側接收頻率控制信號，所述第二輸入端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。4.如權利要求3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王斯然，張軍明，任遠程，
申請(專利權)人：成都芯源系統有限公司，
類型：實用新型
國別省市：