专利名称：一种开关电源及其多阈值开关电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源及其多阈值开关电路。
背景技术：
目前，随着开关电源技术的不断发展和更新，开关电源已具备效率高、体积小及成本低的优点，所以其已经被广泛应用于各种电子设备中。特别是在手机充电器或适配器或待机电源等电源中，开关电源一般只需要具备恒压输出功能即可。为了在手机充电器或适配器等电源中实现恒压输出，现有技术提供了一种原边反馈反激型开关电源，其需要对开关管的导通电流进行采样，并通过内部控制器的独立管脚对输出反馈电压进行采样后，由控制器按照一定的占空比和开关频率以调整输出电压，在多次调整后实现恒定电压输出。虽然前述的现有技术能够实现恒压输出，但因其需要采样开关管的导通电流以及独立管脚采样输出反馈电压而导致其控制器的外围电路结构相对复杂，成本增加，同时降低了整个开关电源系统的抗干扰能力，影响了系统稳定性和可靠性差。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种开关电源的多阈值开关电路，旨在解决现有技术所存在的开关电源系统稳定性和可靠性差，电路结构复杂且成本高的问题。本实用新型是这样实现的，一种开关电源的多阈值开关电路，与开关电源中的采样与供电电路、启动电路及变压器Tl相连接，所述采样与供电电路用于对所述开关电源的输出电压进行采样并为多阈值开关电路提供供电电源，所述启动电路用于在所述开关电源上电之初为所述多阈值开关电路提供启动电压，所述采样与供电电路的输出端与所述启动电路的输出端共接，所述多阈值开关电路具有一电源端，所述多阈值开关电路的电源端连接所述采样与供电电路的输出端，所述多阈值开关电路包括采样电压判断模块、压控振荡模块、基准电压产生模块及功率开关；所述采样电压判断模块的电源端为所述多阈值开关电路的电源端，所述压控振荡模块的电源端与所述基准电压产生模块的电源端共接于所述采样电压判断模块的电源端，所述压控振荡模块的控制端和输出端分别连接所述采样电压判断模块的输出端和所述功率开关的控制端，所述基准电压产生模块的第一基准输出端、第二基准输出端及第三基准输出端分别连接所述采样电压判断模块的第一基准输入端、第二基准输入端及第三基准输入端，所述基准电压产生模块的第四基准输出端及第五基准输出端分别与所述压控振荡模块的第一基准输入端和第二基准输入端连接，所述功率开关的输入端和输出端分别连接所述变压器Tl的初级绕组的第二端和地。本实用新型的另一目的还在于提供一种开关电源，所述开关电源包括整流滤波电路、变压器Tl、采样与供电电路、启动电路、二次整流滤波电路及所述的多阈值开关电路。[0009]本实用新型通过在开关电源中采用包括所述采样电压判断模块、所述压控振荡模块、所述基准电压产生模块及所述功率开关的多阈值开关电路，所述采样电压判断模块将由所述采样与供电电路所输出的电压进行分压并与所述基准电压产生模块所输出的第一基准电压、第二基准电压及第三基准电压进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号至所述压控振荡模块，所述压控振荡模块根据所述控制信号、所述基准电压产生模块所输出的第四基准电压和第五基准电压生成相应的具有特定占空比的脉冲信号，所述功率开关根据所述脉冲信号以相应的频率进行高频通断切换使变压器Tl相应地进行电能的储存与释放，进而实现对所述变压器Tl的输出电压进行周期性调制，以达到稳定地实现恒压输出的目的，且所述多阈值开关电路的采用使开关电源的电路结构进一步简化，降低了成本，解决了现有技术所存在的开关电源系统稳定性和可靠性差，电路结构复杂且成本高的问题。
图1是本实用新型实施例提供的开关电源的多阈值开关电路的模块结构图；图2是本实用新型实施例提供的开关电源的多阈值开关电路的示例电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例通过在开关电源中采用包括采样电压判断模块、压控振荡模块、基准电压产生模块及功率开关的多阈值开关电路，采样电压判断模块将采样与供电电路300所输出的电压进行分压并与基准电压产生模块所输出的第一基准电压、第二基准电压及第三基准电压进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号至压控振荡模块，压控振荡模块根据所述控制信号、基准电压产生模块所输出的第四基准电压和第五基准电压生成相应的具有特定占空比的脉冲信号，功率开关根据所述脉冲信号以相应的频率进行高频通断切换使变压器Tl相应地进行电能的储存与释放，进而实现对变压器Tl的输出电压进行周期性调制，以达到稳定地实现恒压输出的目的，且多阈值开关电路的采用使开关电源的电路结构进一步简化，降低了成本。图1示出了本实用新型实施例提供的开关电源的多阈值开关电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下在本实用新型实施例中，开关电源包括多阈值开关电路100、整流滤波电路200、变压器Tl、采样与供电电路300、启动电路400及二次整流滤波电路500，整流滤波电路200的输入端接入交流市电AC，整流滤波电路200的输出端与变压器Tl的初级绕组的第一端I连接，变压器Tl的次级绕组的第一端3连接二次整流滤波电路500，二次整流滤波电路500的输出端输出直流电驱动负载工作，变压器Tl的次级绕组的第二端4接输出地，采样与供电电路300用于对开关电源的输出电压进行采样并为多阈值开关电路100提供供电电源，且采样与供电电路300包含变压器Tl的辅助绕组、整流二极管DO及滤波电容CO ；由变压器的特性可知，变压器Tl次级的输出电压与辅助绕组电压成匝比关系，因此通过采样变压器Tl的辅助绕组的电压实现对变压器Tl次级的输出电压的采样，进而实现对开关电源输出电压的采样；启动电路400的输入端与整流滤波电路200的输出端连接，其包括一电阻R0，用于在开关电源上电之初为多阈值开关电路100提供启动电压；二次整流滤波电路500包含整流二极管Dl和电容C2。多阈值开关电路100与开关电源中的采样与供电电路300、启动电路400及变压器Tl相连接，采样与供电电路300的输出端与启动电路400的输出端共接，多阈值开关电路100具有一电源端，多阈值开关电路100的电源端连接采样与供电电路300的输出端，多阈值开关电路100包括采样电压判断模块101、压控振荡模块102、基准电压产生模块103及功率开关104 ；采样电压判断模块101的电源端为多阈值开关电路100的电源端，压控振荡模块102的电源端与基准电压产生模块103的电源端共接于采样电压判断模块101的电源端，压控振荡模块102的控制端和输出端分别连接采样电压判断模块101的输出端和功率开关104的控制端，基准电压产生模块103的第一基准输出端V1、第二基准输出端V2及第三基准输出端V3分别连接采样电压判断模块101的第一基准输入端Vinl、第二基准输入端Vin2及第三基准输入端Vin3，基准电压产生模块103的第四基准输出端V4及第五基准输出端V5分别与压控振荡模块102的第一基准输入端Vinl和第二基准输入端Vin2连接，功率开关104的输入端和输出端分别连接变压器Tl的初级绕组的第二端2和地；采样电压判断模块101将采样与供电电路300的输出电压Vg进行分压并与基准电压产生模块103所输出的第一基准电压Vr1、第二基准电压Vr2及第三基准电压Vr3进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号Vctrl至压控振荡模块102，压控振荡模块102根据控制信号Vctrl、基准电压产生模块103所输出的第四基准电压Vl和第五基准电压Vh生成相应的具有特定占空比的脉冲信号Vgf，功率开关104根据脉冲信号Vgf以相应的频率进行高频(如频率为60kHz)通断切换使变压器Tl相应地进行电能的储存与释放，进而实现对变压器Tl的输出电压进行调制。其中，第四基准电压Vl小于第五基准电压Vh。图2示出了本实用新型实施例提供的开关电源的多阈值开关电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下作为本实用新型一优选实施例，采样电压判断模块101包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、第一比较器C0MP1、第二比较器C0MP2、第三比较器C0MP3、第一或非门N0R1、第二或非门N0R2、第一反相器INV1、延时电路1011、NMOS管NMUPM0S 管 PMl 及第一与门 ANDl ；电阻Rl的第一端为采样电压判断模块101的电源端，电阻Rl的第二端与电阻R2的第一端共接于第一比较器COMPl的同相输入端，电阻R2的第二端与电阻R3的第一端共接于第二比较器C0MP2的反相输入端，电阻R3的第二端与电阻R4的第一端共接于第三比较器C0MP3的反相输入端，电阻R4的第二端接地，第一比较器COMPl的反相输入端、第二比较器C0MP2的同相输入端及第三比较器C0MP3的同相输入端分别为采样电压判断模块101的第一基准输入端Vinl、第二基准输入端Vin2及第三基准输入端Vin3，第一或非门NORl的第一输入端I和第二输入端2分别连接第一比较器COMPl的输出端和第二或非门N0R2的输出端，第二或非门N0R2的第一输入端I与第一或非门NORl的输出端3共接于第一反相器INVl的输入端，第二或非门N0R2的第二输入端2接第三比较器C0MP3的输出端，第一反相器INVl的输出端同时与延时电路1011的输入端及第一与门ANDl的第二输入端2连接，延时电路1011的输出端同时与NMOS管匪I的栅极和PMOS管PMl的栅极连接，NMOS管匪I的源极接第二比较器C0MP2的输出端，PMOS管PMl的漏极接电阻Rl的第一端，NMOS管匪I的漏极与PMOS管PMl的源极共接于第一与门ANDl的第一输入端I，第一与门ANDl的输出端3为采样电压判断模块101的输出端。其中，延时电路1011是由多个延时器构成的延时电路，根据延时时间的不同可任意调整延时器的数量。作为本实用新型一优选实施例，压控振荡模块102包括第二与门AND2、第一电流源I1、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二电流源12、第四比较器C0MP4、第五比较器C0MP5、电容Cl、第一与非门NANDl、第二与非门NAND2、第二反相器INV2及第三反相器INV3 ；第二与门AND2的第一输入端I为压控振荡模块102的控制端，第一电流源Il的输入端为压控振荡模块102的电源端，第一电流源Il的输出端接PMOS管PM2的漏极，PMOS管PM2的栅极与NMOS管NM2的栅极共接于第二与门AND2的输出端3，PMOS管PM2的源极与NMOS管NM2的漏极的共接点同时与第四比较器C0MP4的同相输入端、第五比较器C0MP5的反相输入端及电容Cl的第一端，NMOS管匪2的源极接第二电流源12的输入端，第二电流源12的输出端与电容Cl的第二端共接于地，第四比较器C0MP4的反相输入端和第五比较器C0MP5的同相输入端分别为压控振荡模块102的第一基准输入端Vinl和第二基准输入端Vin2，第四比较器C0MP4的输出端和第五比较器C0MP5的输出端分别连接第一与非门NANDl的第一输入端I和第二与非门NAND2的第二输入端2，第一与非门NANDl的第二输入端2接第二与非门NAND2的输出端3，第二与非门NAND2的第一输入端I与第一与非门NANDl的输出端3共接于第二反相器INV2的输入端，第三反相器INV3的输入端与第二与门AND2的第二输入端共接于第二反相器INV2的输出端，第三反相器INV3的输出端为压控振荡模块102的输出端。作为本实用新型一优选实施例，基准电压产生模块103为常用的带隙基准电路，在本实用新型实施例中，其除了为采样电压判断模块101和压控振荡模块102提供基准电压，还为压控振荡模块102中的第一电流源Il和第二电流源12提供基准电流，以及为第四比较器C0MP4和第五比较器C0MP5提供偏置电流。作为本实用新型一优选实施例，功率开关104为高压NMOS管匪3，高压NMOS管匪3的栅极、漏极和源极分别为功率开关104的控制端、输入端和输出端。在本实用新型其他实施例中，功率开关104还可以是高压PMOS管，高压NMOS管的栅极、漏极和源极同样分别为功率开关104的控制端、输入端和输出端。在实际应用中，多阈值开关电路100可以按照上述结构及连接关系集成为一个芯片中，且采样电压判断模块101的电源端、功率开关104的输入端和输出端分别作为恒压控制器的三个引脚，而不用单独的电路去采样功率开关104的导通电流、也不用单独的管脚和单独的电路去采样开关电源的输出电压，这样能够减少芯片管脚，提高了集成度，可以采用T092或S0T89-3的三脚封装结构，从而有效地降低封装成本。以下对多阈值开关电路100在开关电源中的工作原理作进一步说明开关电源上电之初，整流滤波电路200对交流市电进行整流滤波后输出高压直流电分两路进入启动电路400和变压器Tl，通过启动电路400的电阻RO向多阈值开关电路100提供电源，则多阈值开关电路100的输入电压会逐渐升高，从而驱动多阈值开关电路100开始工作，功率开关104开始高频的通断切换工作，但由于启动电路400中的电阻RO的阻值较大，启动电路400提供的电流无法满足启动后的多阈值开关电路100的消耗，即当功率开关104在高频的通断切换工作后，采样电压判断模块101的电源端(也是多阈值开关电路100的电源端，即电阻Rl的第一端)的电压会降低，因此启动后，包含于采样与供电电路300中的变压器Tl的辅助绕组会向采样电压判断模块101的电源端(也即是多阈值开关电路100的电源端)提供能量。根据变压器的匝比原理可知
「 Vtr+ VdO Nf…~2-= —( I )
VoiU + Vdl Ns其中，Nf和Ns分别是变压器的辅助绕组和次级绕组的匝数比，VdO和Vdl分别是
整流二极管DO与整流二极管Dl的正向导通压降(由于两者是属于相同类型的二极管，所以
两者的正向压降也是相同的)，Vg和Vout分别为采样与供电电路300的输出电压和开关电
源的输出电压，所以开关电源的输出电压Vout可以表示为Ns\ Oat =-卩？.. · (Vg + VdO) -VdlI 2 /因此，从关系式(2)可知，通过控制电压Vg恒定，便可进而控制Vout恒定。在整流滤波电路200对交流市电进行整流滤波后输出直流电至变压器Tl的初级绕组的第一端1，变压器Tl开始工作并向二次整流滤波电路400输出直流电，同时，采样与供电电路300提供电压Vg至电阻Rl的第一端，接着由电阻Rl、电阻R2、电阻R3及电阻R4对Vg进行分压，分别为第一比较器COMPl的同相输入端、第二比较器C0MP2的反相输入端及第三比较器C0MP3的反相输入端输入第一分压电压Vgl、第二分压电压Vg2及第三分压电压Vg3，第一分压电压Vgl、第二分压电压Vg2及第三分压电压Vg3与采样电压Vg的电压关系表不为
ΛΤ RI + R2 + R3 + R4/ \
0038 Vg =-· Vgl(3)
R2 + R3 + R4
υ R1 + R2 + R3 + R4 …Vg =-· Vg2( 4 )
R3 + R4
、r RI + R2 + R3 + R4, ^Vg =-· Vg3( 5 )
R4第一基准电压Vrl、第二基准电压Vr2及第三基准电压Vr3的电压值依次减小(即Vrl>Vr2>Vr3 )，此处引入第一参考电压Vt1、第二参考电压Vt2及第三参考电压Vt3，且第一参考电压Vtl、第二参考电压Vt2及第三参考电压Vt3与第一基准电压Vrl、第二基准电压Vr2及第三基准电压Vr3各自的关系如下所示
...RI + R2 + R3 + R4 .,,、VtI =-· Vrl(6)
R2 + R3 + R4
RI + R2 + R3 + R.4,、Vt2 =-· Vr2( 7 )
R3 + R4
_ Rl ■+ R2 + R3 + R4 _/ η \Vt3 =-· Vr3( 8 )
R4[0045]在开关电源上电之初，米样电压Vg小于第一参考电压Vtl (Vg〈Vtl),则第一与门ANDl输出的控制信号Vctrl为低电平，压控振荡模块102不启动且输出的脉冲信号Vgf也为低电平，所以功率开关104截止。在开关电源上电后，电压Vg的第一分压Vgl大于第一基准电压Vrl,即电压Vg大于第一参考电压Vtl (Vg>Vtl)。此时第一比较器COMPl的输出端输出高电平，第三比较器C0MP3输出低电平，则第一反相器INVl输出高电平，延时电路1011上电之初设定为输出低电平，则NMOS管匪I截止，PMOS管PMl导通，第一与门ANDl的第一输入端I获得高电平，所以第一与门ANDl输出高电平开启压控振荡模块102工作，压控振荡模块102中的第三反相器INV3输出具有固定占空比的脉冲信号Vgf驱动功率开关104以相应的频率实现高频的通断交替工作。经过采样电压判断模块101中的延时电路1011延时后，电压Vg大于第三参考电压Vt3 (Vg>Vt3)，延时电路1011的输出由低电平变为高电平，于是，第一与门ANDl所输出的控制信号Vctrl的变化取决于第二比较器C0MP2的输出电平的高低，即若Vg2>Vr2(即Vg>Vt2)，第二比较器C0MP2输出低电平，控制信号Vctrl也为低电平，压控振荡模块102关闭，第三反相器INV3输出的脉冲信号Vgf为低电平，功率开关104截止；SVr3〈Vg2〈Vr2ap Vt3〈Vg〈Vt2)，第二比较器 C0MP2 输出高电平，控制信号 Vctrl也为高电平，压控振荡模块102开启振荡并使第三反相器INV3输出具有固定占空比的脉冲信号Vgf，则功率开关104以与脉冲信号Vgf相应的开关频率实现高频通断交替工作。如果Vg2〈Vr3 (B卩Vg〈Vt3)，则第一比较器COMPl和第二比较器C0MP2均输出低电平，第三比较器C0MP3输出变为高电平，则控制信号Vctrl为低电平，压控振荡模块102关闭，第三反相器INV3输出的脉冲信号Vgf为低电平，功率开关104截止。
在上述的功率开关104处于高频通断切换工作时，其输出的能量在聚集，变压器Tl次级的输出电压会升高，同时电压Vg也升高，当电压Vg大于第二参考电压Vt2时，功率开关104进入关闭截止状态，而后随着负载对输出电压Vout的消耗，电压Vg会再次降低，并在电压Vg小于第二参考电压Vt2时，那么功率开关104又开始进行高频的通断交替工作。经过这样多个周期的反复调整，在开关电源输出稳定时，电压Vg会在第二参考电压Vt2附近波动，近似相等，即电压Vg恒定，因此开关电源的输出电压亦恒定，从而实现了恒压输出。本实用新型实施例通过在开关电源中采用包括采样电压判断模块、压控振荡模块、基准电压产生模块及功率开关的多阈值开关电路，采样电压判断模块将采样与供电电路所输出的电压进行分压并与基准电压产生模块所输出的第一基准电压、第二基准电压及第三基准电压进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号至压控振荡模块，压控振荡模块根据所述控制信号、基准电压产生模块所输出的第四基准电压和第五基准电压生成相应的具有特定占空比的脉冲信号，功率开关根据所述脉冲信号以相应的频率进行高频的(如60kHz)导通和关闭的工作实现变压器Tl的能量的储存和释放，进而实现对变压器Tl的输出电压调制，以达到稳定地实现恒压输出的目的，且多阈值开关电路的采用使开关电源的电路结构进一步简化，降低了成本，解决了现有技术所存在的开关电源系统稳定性和可靠性差，电路结构复杂且成本高的问题。[0053]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种开关电源的多阈值开关电路，与开关电源中的采样与供电电路、启动电路及变压器Tl相连接，所述采样与供电电路用于对所述开关电源的输出电压进行采样并为多阈值开关电路提供供电电源，所述启动电路用于在所述开关电源上电之初为所述多阈值开关电路提供启动电压，所述采样与供电电路的输出端与所述启动电路的输出端共接，所述多阈值开关电路具有一电源端，所述多阈值开关电路的电源端连接所述采样与供电电路的输出端，其特征在于，所述多阈值开关电路包括采样电压判断模块、压控振荡模块、基准电压产生模块及功率开关；所述采样电压判断模块的电源端为所述多阈值开关电路的电源端，所述压控振荡模块的电源端与所述基准电压产生模块的电源端共接于所述采样电压判断模块的电源端，所述压控振荡模块的控制端和输出端分别连接所述采样电压判断模块的输出端和所述功率开关的控制端，所述基准电压产生模块的第一基准输出端、第二基准输出端及第三基准输出端分别连接所述采样电压判断模块的第一基准输入端、第二基准输入端及第三基准输入端，所述基准电压产生模块的第四基准输出端及第五基准输出端分别与所述压控振荡模块的第一基准输入端和第二基准输入端连接，所述功率开关的输入端和输出端分别连接所述变压器Tl的初级绕组的第二端和地。
2.如权利要求1所述的多阈值开关电路，其特征在于，所述采样电压判断模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门、第一反相器、延时电路、NMOS管NMUPM0S管PMl及第一与门；所述电阻Rl的第一端为所述采样电压判断模块的电源端，所述电阻Rl的第二端与所述电阻R2的第一端共接于所述第一比较器的同相输入端，所述电阻R2的第二端与所述电阻R3的第一端共接于所述第二比较器的反相输入端，所述电阻R3的第二端与所述电阻R4的第一端共接于所述第三比较器的反相输入端，所述电阻R4的第二端接地，所述第一比较器的反相输入端、所述第二比较器的同相输入端及所述第三比较器的同相输入端分别为所述采样电压判断模块的第一基准输入端、第二基准输入端及第三基准输入端，所述第一或非门的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一比较器的输出端和所述第二或非门的输出端，所述第二或非门的第一输入端与所述第一或非门的输出端共接于所述第一反相器的输入端，所述第二或非门的第二输入端接所述第三比较器的输出端，所述第一反相器的输出端同时与所述延时电路的输入端及所述第一与门的第二输入端连接，所述延时电路的输出端同时与所述NMOS管NMl的栅极和所述PMOS管PMl的栅极连接，所述NMOS管NMl的源极接所述第二比较器的输出端，所述PMOS管PMl的漏极接所述电阻Rl的第一端，所述NMOS管匪1的漏极与所述PMOS管PMl的源极共接于所述第一与门的第一输入端，所述第一与门的输出端为所述采样电压判断模块的输出端。
3.如权利要求1所述的多阈值开关电路，其特征在于，所述压控振荡模块包括第二与门、第一电流源、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二电流源、第四比较器、第五比较器、电容Cl、第一与非门、第二与非门、第二反相器及第三反相器；所述第二与门的第一输入端为所述压控振荡模块的控制端，所述第一电流源的输入端为所述压控振荡模块的电源端，所述第一电流源的输出端接所述PMOS管PM2的漏极，所述PMOS管PM2的栅极与所述NMOS管NM2的栅极共接于所述第二与门的输出端，所述PMOS管PM2的源极与所述NMOS管匪2的漏极的共接点同时与所述第四比较器的同相输入端、所述第五比较器的反相输入端及所述电容Cl的第一端，所述NMOS管匪2的源极接所述第二电流源的输入端，所述第二电流源的输出端与所述电容Cl的第二端共接于地，所述第四比较器的反相输入端和所述第五比较器的同相输入端分别为所述压控振荡模块的第一基准输入端和第二基准输入端，所述第四比较器的输出端和所述第五比较器的输出端分别连接所述第一与非门的第一输入端和第二与非门的第二输入端，所述第一与非门的第二输入端接所述第二与非门的输出端，所述第二与非门的第一输入端与所述第一与非门的输出端共接于所述第二反相器的输入端，所述第三反相器的输入端与所述第二与门的第二输入端共接于所述第二反相器的输出端，所述第三反相器的输出端为所述压控振荡模块的输出端。
4.如权利要求1所述的多阈值开关电路，其特征在于，所述功率开关为高压NMOS管匪3，所述高压NMOS管匪3的栅极、漏极和源极分别为所述功率开关的控制端、输入端和输出端。
5.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括整流滤波电路、变压器Tl、采样与供电电路、启动电路、二次整流滤波电路及多阈值开关电路，所述多阈值开关电路与开关电源中的采样与供电电路、启动电路及变压器Tl相连接，所述采样与供电电路用于对所述开关电源的输出电压进行采样并为多阈值开关电路提供供电电源，所述启动电路用于在所述开关电源上电之初为所述多阈值开关电路提供启动电压，所述采样与供电电路的输出端与所述启动电路的输出端共接，所述多阈值开关电路具有一电源端，所述多阈值开关电路的电源端连接所述采样与供电电路的输出端，其特征在于，所述多阈值开关电路包括采样电压判断模块、压控振荡模块、基准电压产生模块及功率开关；所述采样电压判断模块的电源端为所述多阈值开关电路的电源端，所述压控振荡模块的电源端与所述基准电压产生模块的电源端共接于所述采样电压判断模块的电源端，所述压控振荡模块的控制端和输出端分别连接所述采样电压判断模块的输出端和所述功率开关的控制端，所述基准电压产生模块的第一基准输出端、第二基准输出端及第三基准输出端分别连接所述采样电压判断模块的第一基准输入端、第二基准输入端及第三基准输入端，所述基准电压产生模块的第四基准输出端及第五基准输出端分别与所述压控振荡模块的第一基准输入端和第二基准输入端连接，所述功率开关的输入端和输出端分别连接所述变压器Tl的初级绕组的第二端和地。
6.如权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述采样电压判断模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门、第一反相器、延时电路、NMOS管NMUPM0S管PMl及第一与门；所述电阻Rl的第一端为所述采样电压判断模块的电源端，所述电阻Rl的第二端与所述电阻R2的第一端共接于所述第一比较器的同相输入端，所述电阻R2的第二端与所述电阻R3的第一端共接于所述第二比较器的反相输入端，所述电阻R3的第二端与所述电阻R4的第一端共接于所述第三比较器的反相输入端，所述电阻R4的第二端接地，所述第一比较器的反相输入端、所述第二比较器的同相输入端及所述第三比较器的同相输入端分别为所述采样电压判断模块的第一基准输入端、第二基准输入端及第三基准输入端，所述第一或非门的第一输入端和第二输入端分别连接所述第一比较器的输出端和所述第二或非门的输出端，所述第二或非门的第一输入端与所述第一或非门的输出端共接于所述第一反相器的输入端，所述第二或非门的第二输入端接所述第三比较器的输出端，所述第一反相器的输出端同时与所述延时电路的输入端及所述第一与门的第二输入端连接，所述延时电路的输出端同时与所述NMOS管NMl的栅极和所述PMOS管PMl的栅极连接，所述NMOS管NMl的源极接所述第二比较器的输出端，所述PMOS管PMl的漏极接所述电阻Rl的第一端，所述NMOS管匪I的漏极与所述PMOS管PMl的源极共接于所述第一与门的第一输入端，所述第一与门的输出端为所述采样电压判断模块的输出端。
7.如权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述压控振荡模块包括第二与门、第一电流源、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二电流源、第四比较器、第五比较器、电容Cl、第一与非门、第二与非门、第二反相器及第三反相器；所述第二与门的第一输入端为所述压控振荡模块的控制端，所述第一电流源的输入端为所述压控振荡模块的电源端，所述第一电流源的输出端接所述PMOS管PM2的漏极，所述PMOS管PM2的栅极与所述NMOS管NM2的栅极共接于所述第二与门的输出端，所述PMOS管PM2的源极与所述NMOS管匪2的漏极的共接点同时与所述第四比较器的同相输入端、所述第五比较器的反相输入端及所述电容Cl的第一端，所述NMOS管匪2的源极接所述第二电流源的输入端，所述第二电流源的输出端与所述电容Cl的第二端共接于地，所述第四比较器的反相输入端和所述第五比较器的同相输入端分别为所述压控振荡模块的第一基准输入端和第二基准输入端，所述第四比较器的输出端和所述第五比较器的输出端分别连接所述第一与非门的第一输入端和第二与非门的第二输入端，所述第一与非门的第二输入端接所述第二与非门的输出端，所述第二与非门的第一输入端与所述第一与非门的输出端共接于所述第二反相器的输入端，所述第三反相器的输入端与所述第二与门的第二输入端共接于所述第二反相器的输出端，所述第三反相器的输出端为所述压控振荡模块的输出端。
8.如权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述功率开关为高压NMOS管匪3，所述高压NMOS管匪3的栅极、漏极和源极分别为所述功率开关的控制端、输入端和输出端。
专利摘要本实用新型提供了一种开关电源及其多阈值开关电路。多阈值开关电路通过采样电压判断模块将采样与供电电路所输出的电压进行分压并与基准电压产生模块所输出的第一基准电压、第二基准电压及第三基准电压进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号至压控振荡模块，压控振荡模块根据所述控制信号、基准电压产生模块所输出的第四基准电压和第五基准电压生成具有特定占空比的脉冲信号，功率开关根据所述脉冲信号以相应的频率进行高频通断切换使变压器相应地进行电能的储存与释放，进而实现对变压器的输出电压进行周期性调制以达到稳定地实现恒压输出的目的，且多阈值开关电路的采用使开关电源的电路结构得到简化，降低了成本。
文档编号H02M3/335GK202872674SQ201220551710
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者赵春波, 李照华, 林道明, 谢靖, 付凌云, 胡乔 申请人:深圳市明微电子股份有限公司