一种用于开关电源的隔离反馈模块及电源的制作方法

本实用新型涉及电源领域，更具体地说，涉及一种用于开关电源的隔离反馈模块及电源。

背景技术：

在隔离型开关电源变换器中，需要将功率变压器的次级和初级隔离开来，这就涉及到需要设计一个隔离的反馈信号传输电路。一般来讲，将输出电压反馈到开关的驱动波形或驱动波形发生器上，使得开关的参数随该反馈信号变化，进而实现对输出电压的控制，是较常见的控制方法。在隔离型变换器中，要实现这一功能，需要隔离地传输该反馈信号，即在一个地电位上取得该信号，而在另一个地电位上使用该信号。在现有技术中，通常是使用光电耦合器来实现在变压器初次级之间(即原边和副边之间)的信号传输。虽然这种方法比较成熟，也比较简单，但是，对于这种使用光电耦合器隔离的方法来讲，其缺点也是非常显著的，这些缺点包括反应速度较慢、寿命短，参数变化(例如环境温度变化带来的光衰减)严重等等。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述调节速度较慢、寿命短，参数变化严重的缺陷，提供一种调节速度较快、寿命长，参数基本不会变化的一种用于开关电源的隔离反馈模块及电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于开关电源的隔离反馈模块，包括误差信号调制单元、高频信号传输单元和误差信号解调单元；其中所述误差信号调制单元产生一个高频载波信号，使用电源次级的误差信号对该高频载波信号进行调制，得到包括所述误差信号的高频信号；所述高频信号传输单元将所述高频信号由开关电源的次级传输到初级，并经过所述误差信号解调单元进行解调制而得到恢复的所述误差信号，并将恢复的所述误差信号输送到系统控制单元中，控制输出电压。

更进一步地，所述误差信号由该开关电源的输出电压和基准电压比较而得到，所述误差信号调制单元包括一个用于比较所述开关电源的输出电压和所述基准电压的比较器。

更进一步地，所述误差信号调制单元还包括一个将输入的高频载波由方波转换为三角波的波形变换模块和将所述波形变换模块的输出与所述误差信号进行比较的运算模块，所述运算模块输出高频信号，该高频信号为频率一定且占空比由所述误差信号决定的高频方波。

更进一步地，所述高频载波包括由微控制器产生并输送到所述波形变换模块的方波。

更进一步地，所述波形变换模块包括第一电阻、第一电容和第一二极管，所述第一电容一端接地，另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一电阻并接在所述第一二极管两端，高频载波由所述第一二极管的阴极输入，由所述第一二极管的阳极输出三角波并连接在所述运算模块的一个输入端，所述运算模块的另一个输入端输入所述误差信号，其输出端与所述高频信号传输单元连接。

更进一步地，所述高频信号传输单元包括数字隔离器或高频隔离变压器。

更进一步地，所述高频信号传输单元包括两个连接端口，一个连接端口与位于该开关电源次级的电路连接，其另一端口与该开关电源的初级的电路连接；所述该开关电源的次级的电路包括误差信号调制单元，所述开关电源的初级的电路包括所述误差信号解调单元。

更进一步地，所述误差信号解调单元接收来自所述高频信号传输单元一端的高频信号，对其进行信号转换，得到一个恢复的、具有模拟电压值的误差信号，并将该信号传输到所述系统控制单元。

更进一步地，所述误差信号解调单元包括第二电容和第二电阻，所述第二电容一端接地，其另一端与所述第二电阻一端连接，所述第二电阻的另一端连接到所述系统控制单元，所述高频信号由所述第二电容和第二电阻的连接点输入，由所述第二电阻的另一端输出恢复的所述误差信号。

本实用新型还涉及一种开关电源，包括用于将次级产生的误差电压传输到初级的隔离反馈模块，所述隔离反馈模块包括上述任意一项的隔离反馈模块。

实施本实用新型的一种用于开关电源的隔离反馈模块及电源，具有以下有益效果：由于将误差信号与设定的三角波进行对比，形成其占空比决定于该误差信号的高频方波，通过磁感应或高频变压器将该高频方波耦合到功率变压器的初级，在对其进行处理，取出包含在该高频方波中的误差信号分量，从而能够实现对开关驱动信号的控制。在整个过程中并不适用光电耦合器，也就不会具有光电耦合器的缺点。因此，其调节速度较快、寿命长，参数基本不受环境温度影响。

附图说明

图1是本实用新型一种用于开关电源的隔离反馈模块及电源实施例中隔离模块的结构示意图；

图2是所述实施例的中该隔离模块进一步的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型的一种用于开关电源的隔离反馈模块实施例中，该用于开关电源的隔离反馈模块包括误差信号调制单元、高频信号传输单元和误差信号解调单元；其中所述误差信号调制单元产生一个高频载波信号，使用电源次级的误差信号对该高频载波信号进行调制或比较，得到包括所述误差信号分量在内的高频信号，即该高频信号携带有误差信号分量；而所述高频信号传输单元将所述高频信号由开关电源的次级(即系统副边)传输到初级(即系统原边)，并经过所述误差信号解调单元进行解调制而得到恢复的所述误差信号，并将恢复的所述误差信号输送到系统控制单元中，控制输出电压，使得输出电压逐渐向设定的电压值接近。换句话说，在本实用新型中，通过由输出电压得到的误差电压，将误差电压与基准电压进行比较或运算，得到反馈电压，将该反馈电压与一个三角波高频信号比较，得到一个携带上述误差信号信息的高频方波信号，然后通过数字传输装置或高频变压器将该高频方波信号传输到系统原边(即开关电源的开关变压器的初级)，在系统原边将上述携带在高频方波中的误差信号分量取出，恢复上述反馈信号，再将该恢复的反馈信号用于控制电源初级的口岸是单眼输出的驱动信号，从而实现对输出电压的控制。

图2示出了本实施例中一种情况下用于开关电源的隔离反馈模块更为具体的结构示意图，在图2中，所述误差信号由该开关电源的输出电压通过设定的电阻分压后和基准电压比较而得到，所述误差信号调制单元包括一个用于比较所述开关电源的输出电压经过分压值和所述基准电压的比较器。在图2中，上述输出电压的分压是通过两个电阻实现的，输出电压由一个电阻的一端输入，经过其另一端进入另外一个电阻的一端，另外一个电阻的另外一端接地，由上述两个电阻的连接端输出的电压是上述分压，两个电阻的电阻值是事先设定的。

而所述误差信号调制单元还包括一个将输入的高频载波由方波转换为三角波的波形变换模块和将所述波形变换模块的输出与所述误差信号进行比较的运算模块，所述运算模块输出高频信号，该高频信号为频率一定且占空比由所述误差信号决定的高频方波。其中，所述高频载波包括由设置在系统副边的一个微控制器产生并通过一个输入输出端口输送到所述波形变换模块的方波。所述波形变换模块包括第一电阻R1、第一电容C1和第一二极管D1，所述第一电容C1一端接地，另一端与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第一电阻R1并接在所述第一二极管D1两端，高频载波(即由上述微控制器的输入输出端口输出的方波)由所述第一二极管D1的阴极输入，由所述第一二极管D1的阳极输出三角波并连接在所述运算模块的一个输入端，所述运算模块的另一个输入端输入所述误差信号，其输出端与所述高频信号传输单元连接。所述运算模块是一个比较器，通过比较其两个输入端上的电压，决定其输出的电平的高低，由于上述误差信号在比较过程中的电平是不变的，而三角波的电平是变化的，因此，误差信号的电平高低决定了上述运算模块输出的高频方波信号的高电平时间的长短。因此，上述高频方波的高电平时间实际上携带了上述误差信号的电平。

在本实施例中，所述高频信号传输单元包括数字隔离器或高频隔离变压器。所述高频信号传输单元包括两个连接端口，一个连接端口与位于该开关电源次级的电路连接，其另一端口与该开关电源的初级的电路连接；所述该开关电源的次级的电路包括误差信号调制单元，所述开关电源的初级的电路包括所述误差信号解调单元。即上述高频方波信号输送到上述高频信号传输单元的次级端口上；而误差信号解调单元连接在上述高频信号传输单元的初级端口上。

当所述误差信号解调单元接收来自所述高频信号传输单元一端的高频信号时，对其进行信号转换，得到一个恢复的、具有模拟电压值的误差信号，并将该信号传输到所述系统控制单元。所述误差信号解调单元包括第二电容和第二电阻，所述第二电容一端接地，其另一端与所述第二电阻一端连接，所述第二电阻的另一端连接到所述系统控制单元，所述高频信号由所述第二电容和第二电阻的连接点输入，由所述第二电阻的另一端输出恢复的所述误差信号。也就是说，对于上述高频方波信号进行低频滤波，就可以得到上述表示上述误差信号的直流部分，将其输送到系统控制单元对系统控制单元输出的驱动波形进行控制。

本实用新型还涉及一种开关电源，包括用于将次级产生的误差电压传输到初级的隔离反馈模块，所述隔离反馈模块包括上述的隔离反馈模块。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。