专利名称：一种减小有源钳位的关机应力电路及正激电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种减小有源钳位的关机应力电路及正激电路。
背景技术：
图1所示为现有技术中的有源钳位主功率电路，原边采用有源钳位，副边采用同步整流电路或者二极管整流电路，图中VT45为原边主开关管，VT46为原边钳位管，C5为钳位电容。OUTA和OUTB是一组互补开关的驱动信号，其中，OUTB为负压驱动。变压器工作在第一相限内，正常工作时，C5与VT46的作用是为变压器去磁，保证磁芯在两个半周期内承受的伏秒平衡，同时保证主开关管VT45的VDS电压钳位在一定的值，在主开关管VT45关断时，主开关管上的电压约为:VIN+/(1-D)，其中，VIN+为输入电压，D为占空比。显然，主开关管的电压与占空比有很大的关系，当占空比D变得比较大时，主开关管VT45的应力会随之变得比较大。当欠压保护时，VIN+会慢慢变小，直到掉到欠压保护点(假设此时能保证主开关管应力不超过额定值)，但由于电源需要通过雷击、浪涌和输入瞬变等实验，VIN+从欠压保护点到欠压保护动作有一定的延迟，等到欠压保护动作时，VIN+已经远远低于欠压保护点的值。在这段延迟时间内，电源一直正常工作，且通过环路的正常反馈，主开关管的占空比D会逐渐增加。通常的电压前馈电路如图2所示，其中，RAMP脚接控制芯片的三角波产生脚，控制芯片通过中间电路对有源钳位主功率电路进行控制，在欠压保护延迟时间内，由于RAMP的斜率会越来越小，与反馈误差信号进行比较后，导致输出占空比D越来越大，从而导致主开关管VT45的应力会越来越大，容易超出主开关的额定电压。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种减小有源钳位的关机应力电路及正激电路在欠压保护动作前避免主开关管的应力超出主开关的额定电压。为解决上述技术问题，本发明的一种减小有源钳位的关机应力电路，包括:分压电路、差分比较电路和充放电电路，其中:所述分压电路的输入端与电源输入端VIN+相连，所述分压电路的输出端与所述差分比较电路的第一差分输入端相连；所述差分比较电路的供电电源端与辅助电源VCC相连，所述差分比较电路的第二差分输入端与参考电压VREF相连,所述差分比较电路的差分输出端与所述充放电电路的输入端相连；所述充放电电路的三角波输出端与控制芯片的三角波电压产生脚RAMP相连。进一步地，所述差分比较电路包括:第一三极管和第二三极管，其中:所述第一三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，作为所述供电电源端；
所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极相连，作为所述差分输出端；所述第一三极管的基极作为所述第一差分输入端；所述第二三极管的基极作为所述第二差分输入端。进一步地，所述充放电电路为RC冲放电电路。进一步地，所述RC充放电电路包括:第三电阻和电容，其中:所述第三电阻的一端作为所述充放电电路的输入端，与所述差分比较电路的差分输出端相连，另一端与所述电容相连；所述电容的未与所述第三电阻相连的一端接地，所述第三电阻与所述电容的连接端作为所述三角波输出端。进一步地，所述分压电路包括:第一电阻和第二电阻，其中:所述第一电阻的一端作为所述分压电路的输入端，另一端与所述第二电阻相连；所述第二电阻未与所述第一电阻相连的一端接地，所述第一电阻与第二电阻的连接端作为所述分压电路的输出端。进一步地，一种正激电路，包括:控制电路、控制芯片、中间电路和主功率电路，其中，所述控制电路与控制芯片相连，所述控制芯片通过中间电路与所述主功率电路相连，所述控制电路采用如权利要求1 5任意之一所述的减小有源钳位的关机应力电路。进一步地，所述主功率电路为有源钳位正激电路或单端正激电路。进一步地，所述控制芯片为电压控制芯片。进一步地，所述控制芯片为电流控制芯片。综上所述，本发明在VIN+的值低于欠压保护点之后，RAMP脚通过VREF产生固定斜率的三角波，限制了主开关管的占空比，从而减小了复位电压，增强了系统的可靠性。
图1为现有技术中的有源钳位主功率电路图；图2为现有技术中的有源钳位或者单端控制的电压前馈部分电路；图3为本发明实施方式的减小有源钳位的关机应力电路；图4为本发明实施方式采用差分比较电路采用mos管时，在电压或电流芯片中电压前馈应用的电路图；图5为本发明实施方式的在电压或电流芯片中电压前馈应用的电路图；图6为现有技术中高压关机时的主开关管电压波形；图7为采用本发明实施方式的关机应力电路后高压关机时的主开关管电压波形。
具体实施例方式图3所示为本实施方式的减小有源钳位的关机应力电路，当VIN+在欠压保护点以上时，VIN+通过第一电阻与第二电阻的分压一直大于VREF，RAMP脚斜率随着VIN+的增加而增加，具有前馈功能；当VIN+在欠压保护点以下时，VIN+通过第一电阻与第二电阻的分压一直小于VREF，此时通过固定的电压(VREF-Vbe)来产生固定的三角波，直至欠压保护动作时，RAMP脚的斜率不会发生变化，也就是占空比会有较小的变化，从而保证了主开关管的应力不会无限增加而超过主开关管的额定电压，保证了系统的可靠性。
本实施方式的减小有源钳位的关机应力电路，包括:分压电路1、差分比较电路2和充放电电路3。分压电路I的输入端与电源输入端VIN+相连，分压电路I的输出端与差分比较电路2的第一差分输入端相连。差分比较电路2的供电电源端与辅助电源VCC相连，差分比较电路2的第二差分输入端与参考电压VREF相连，差分比较电路2的差分输出端与充放电电路3的输入端相连。充放电电路3的三角波输出端与控制芯片的三角波电压产生脚RAMP相连。请参考图3,差分比较电路2包括:第一三极管21和第二三极管22。第一三极管21的集电极与第二三极管22的集电极相连，作为差分比较电路2的供电电源端与辅助电源VCC相连；第一三极管21的发射极和第二三极管22的发射极相连,作为差分输出端与充放电电路3的输入端相连；第一三极管21的基极作为差分比较电路2的第一差分输入端与分压电路I的输出端相连；第二三极管22的基极作为差分比较电路2的第二差分输入端与参考电压VREF相连。差分比较电路2中也可以采用MOS管替代三极管(参考图4)。参考电压VREF接固定的参考电压，辅助电源的电压高于参考电压。分压电路包括1:第一电阻11和第二电阻12。第一电阻11的一端作为分压电路I的输入端与电源输入端VIN+相连,另一端与第二电阻相连12;第二电阻12未与第一电阻11相连的一端接地，第一电阻11与第二电阻12的连接端作为分压电路I的输出端，与差分比较电路2的第一差分输入端相连。充放电电路3为RC冲放电电路，RC冲放电电路产生三角波，当电源输入端VIN+高于电源欠压工作点时，三角波的斜率随VIN+变化，即随着VIN+的增加而增加。RC充放电电路包括:第三电阻31和电容32。第三电阻31的一端作为充放电电路3的输入端与差分比较电路2的差分输出端相连，另一端与电容32相连；电容32的未与第三电阻31相连的一端接地，第三电阻31与电容32的连接端作为RC冲放电电路的三角波输出端，与控制芯片的三角波电压产生脚RAMP相连。本实施方式还提供了一种正激电路，包括:控制电路、控制芯片、中间电路和主功率电路，其中，控制电路与控制芯片相连(参考图5)，控制芯片通过中间电路与主功率电路相连，控制电路采用上述减小有源钳位的关机应力电路。主功率电路为有源钳位正激电路或单端正激电路；控制芯片为电压控制芯片或电流控制芯片。下面对本实施方式的电路的工作过程进行说明。正常工作时，由于VIN+通过第一电阻11和第二电阻12分压后的电压大于VREF，故第二三极管22截止，第一三极管21导通，第一三极管21发射集的电压与VIN+的分压成正比，分压后的电压通过第三电阻31与电容32进行冲放电，产生斜率与VIN+成正比的三角波，具有前馈功能，能有效抑制电压瞬变，在浪涌和雷击实验中有好的表现，在电源输入端所接得电容较小时，电源负载进行大动态时，也会对输出端的电压波动有较好的抑制作用。当电源关机时，VIN+逐渐减小，当VIN+达到电源的欠压保护点时，由于VIN+从欠压保护点到欠压保护动作有一定的时间延迟，这段延迟时间是必须存在的，否则在进行雷击或者浪涌实验中容易导致电源掉电保护。然而当欠压保护动作时，VIN+已经远远低于欠压保护点了，此时电源要维持正常输出，经环路反馈后，主开关管的占空比会变的比较大，在单端控制的情况，变压器有效的磁复位时间会变的比较少，为了维持变压器的伏秒平衡，复位电压会变较大。在有源钳位电路中，主开关管的电压应力为VIN/(1-D)，当占空比较大时，复位电压也很大。本实施方式中，当VIN+达到欠压保护点时，此时第二三极管22导通，第一三极管21关断，因参考电压VREF是一固定电压，在电源保护之前的电压几乎保持不变，此时通过固定电压(VREF-0.6V)对第三电阻31与电容32进行冲放电，从而RAMP脚的三角波斜率保持不变，使主开关管的占空比D变化较小，从而能保证主开关管的电压应力低于额定值，保证了系统的可靠性。如图6所示，为采用普通的控制方式产生的关机应力；如图7所示，为采用本实施方式的减小有源钳位的关机应力电路时产生的关机应力，可见，关机应力得到了明显的改
盡
口 ο本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各装置/模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种减小有源钳位的关机应力电路，其特征在于，包括:分压电路、差分比较电路和充放电电路，其中: 所述分压电路的输入端与电源输入端VIN+相连，所述分压电路的输出端与所述差分比较电路的第一差分输入端相连； 所述差分比较电路的供电电源端与辅助电源VCC相连，所述差分比较电路的第二差分输入端与参考电压VREF相连,所述差分比较电路的差分输出端与所述充放电电路的输入端相连； 所述充放电电路的三角波输出端与控制芯片的三角波电压产生脚RAMP相连。
2.如权利要求1所述的关机应力电路，其特征在于，所述差分比较电路包括:第一三极管和第二三极管，其中: 所述第一三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，作为所述供电电源端； 所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极相连，作为所述差分输出端； 所述第一三极管的基极作为 所述第一差分输入端； 所述第二三极管的基极作为所述第二差分输入端。
3.如权利要求1所述的关机应力电路，其特征在于，所述充放电电路为RC冲放电电路。
4.如权利要求3所述的关机应力电路，其特征在于，所述RC充放电电路包括:第三电阻和电容，其中: 所述第三电阻的一端作为所述充放电电路的输入端，与所述差分比较电路的差分输出端相连，另一端与所述电容相连； 所述电容的未与所述第三电阻相连的一端接地，所述第三电阻与所述电容的连接端作为所述三角波输出端。
5.根据权力I所述的关机应力电路，其特征在于，所述分压电路包括:第一电阻和第二电阻，其中: 所述第一电阻的一端作为所述分压电路的输入端，另一端与所述第二电阻相连； 所述第二电阻未与所述第一电阻相连的一端接地，所述第一电阻与第二电阻的连接端作为所述分压电路的输出端。
6.—种正激电路，包括:控制电路、控制芯片、中间电路和王功率电路，其中，所述控制电路与控制芯片相连，所述控制芯片通过中间电路与所述主功率电路相连，其特征在于，所述控制电路采用如权利要求1 5任意之一所述的减小有源钳位的关机应力电路。
7.如权利要求6所述的正激电路，其特征在于，所述主功率电路为有源钳位正激电路或单端正激电路。
8.根据权力6所述的正激电路，其特征在于，所述控制芯片为电压控制芯片。
9.根据权力6所述的正激电路，其特征在于，所述控制芯片为电流控制芯片。
全文摘要
本发明公开了一种减小有源钳位的关机应力电路及正激电路，包括分压电路、差分比较电路和充放电电路，其中所述分压电路的输入端与电源输入端VIN+相连，所述分压电路的输出端与所述差分比较电路的第一差分输入端相连；所述差分比较电路的供电电源端与辅助电源VCC相连，所述差分比较电路的第二差分输入端与参考电压VREF相连，所述差分比较电路的差分输出端与所述充放电电路的输入端相连；所述充放电电路的三角波输出端与控制芯片的三角波电压产生脚RAMP相连。本发明在VIN+的值低于欠压保护点之后，RAMP脚通过VREF产生固定斜率的三角波，限制了主开关管的占空比，从而减小了复位电压，增强了系统的可靠性。
文档编号H02M1/32GK103219876SQ20121001758
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者黄建华, 张金涛, 吴佳宇, 杨丽华 申请人:中兴通讯股份有限公司