制电路108是根据所述误差放大器106输出的电压高低确定输出的脉冲信号的占空比，根据所述振荡器107的输出的频率确定其输出的脉冲信号的频率。
[0041]所述变压器101的原边绕组一端接输入电压VIN，另一端接所述功率管104的漏极；
[0042]所述变压器101的副边绕组的一端接所述整流二极管102的P极，另一端接地；
[0043]所述整流二极管102的P极接所述变压器101的副边绕组的一端，N极接电源的输出VOUT:
[0044]所述滤波电容103的一端接电源的输出V0UT，另一端接地；
[0045]所述功率管104的栅极接所述脉宽调制电路的输出端，漏极接所述变压器101的原边绕组的一端，源极接所述采样电阻105的一端和所述误差放大器106的负输入端和所述振荡器107的控制端；
[0046]所述采样电阻105的一端接所述功率管104的源极和所述误差放大器106的负输入端和所述振荡器107的控制端，另一端接地；
[0047]所述误差放大器106的正输入端接基准电压VREF，负输入端接所述采样电阻105的一端和所述功率管104的源极和所述振荡器107的控制端；
[0048]所述振荡器107的控制端接所述误差放大器106的负输入端和所述采样电阻105的一端和所述功率管104的源极，输出端接所述脉宽调制电路108以确定脉宽调制信号的频率；
[0049]所述振荡器107的控制端的电压越高，所述振荡器107的输出频率越高，反之越低；
[0050]所述脉宽调制电路108的一输入端接所述误差放大器106的输出端以确定脉宽调制信号的占空比，另一输入端接所述振荡器107的输出端以确定脉宽调制信号的频率，输出端接所述功率管104的栅极。
[0051]当输出电流增加时，所述采样电阻105上的电流也增加，所述采样电阻上的电压VCS增加，控制所述振荡器107输出的频率增加，使变压器转换足够的能量提供给负载；当输出电流减小时，所述采样电阻105上的电流也减小，所述采样电阻上的电压VCS降低，控制所述振荡器107输出的频率减小，负载不需要那么多的能量就可以达到目的，这时就需要降低开关频率以使变压器转换的能量降低，以期来提高转换效率。
[0052]所述振荡器107设置了四档输出频率，如图2所示，该图只画出充电部分以说明设计的思路，振荡频率由充电时间和放电时间之和来决定的，其充电部分包括第一运算放大器 201、第一 PMOS 管 202、第一 NMOS 管 203、第一电阻 204、第二 PMOS 管 205、第三 PMOS 管206、第四PMOS管207、第五PMOS管208、第六PMOS管209、第七PMOS管210、第八PMOS管211、第九PMOS管212、第一比较器213、第二比较器214、第三比较器215、第四比较器216和第一电容217:
[0053]所述第一运算放大器201和所述第一 NMOS管203组成跟随器，基准电压VREF降落在所述第一电阻204上产生电流，然后再通过所述第一 PMOS管202镜像给所述第二 PMOS管205、所述第四PMOS管207、所述第六PMOS管209、所述第八PMOS管211，所述第二 PMOS管205、所述第四PMOS管207、所述第六PMOS管209、所述第八PMOS管211四个管子的宽长比可以成比例设计；
[0054]所述第三PMOS管206、所述第五PMOS管208、所述第七PMOS管210和所述第九PMOS管212作为开关分别控制所述第二 PMOS管205、所述第四PMOS管207、所述第六PMOS管209、所述第八PMOS管211的电流对所述第一电容217充电；
[0055]所述第三PMOS管206、所述第五PMOS管208、所述第七PMOS管210和所述第九PMOS管212分别受所述第一比较器213、所述第二比较器214、所述第三比较器215和所述第四比较器216控制；当比较器输出为低电平时，其对应控制的PMOS管导通，反之关闭；
[0056]所述第一比较器213、所述第二比较器214、所述第三比较器215和所述第四比较器216的正输入端接分别基准电压VREFl、基准电压VREF2、基准电压VREF3、基准电压VREF4，基准电压VREF1、基准电压VREF2、基准电压VREF3、基准电压VREF4的电压值依次减小；当所述采样电阻105上的电压VCS低于基准电压VREF4时，四个比较器输出都为高电平，没有电流对所述第一电容217充电，也即是脉宽调制信号的频率为零，停止变压器的能量转换，使得在这一刻只有所述变压器101的副边绕组维持着负载的能量；当所述采样电阻105上的电压VCS高于基准电压VREFl时，四个比较器输出都为低电平，所有电流镜的电流对所述第一电容217充电，也即是脉宽调制信号的频率为最大值，变压器的能量转换到达最大值，使得提供给负载足够的能量转换。
【主权项】
1.开关频率随负载变化的AC-DC电源，其特征在于，包括变压器、整流二极管、滤波电容、功率管、采样电阻、误差放大器、振荡器和脉宽调制电路: 所述变压器的原边绕组一端接输入电压VIN，另一端接所述功率管的漏极； 所述变压器的副边绕组的一端接所述整流二极管的P极，另一端接地； 所述整流二极管的P极接所述变压器的副边绕组的一端，N极接电源的输出VOUT ; 所述滤波电容的一端接电源的输出V0UT，另一端接地； 所述功率管的栅极接所述脉宽调制电路的输出端，漏极接所述变压器的原边绕组的一端，源极接所述采样电阻的一端和所述误差放大器的负输入端和所述振荡器的控制端；所述采样电阻的一端接所述功率管的源极和所述误差放大器的负输入端和所述振荡器的控制端，另一端接地； 所述误差放大器的正输入端接基准电压VREF，负输入端接所述采样电阻的一端和所述功率管的源极和所述振荡器的控制端； 所述振荡器的控制端接所述误差放大器的负输入端和所述采样电阻的一端和所述功率管的源极，输出端接所述脉宽调制电路以确定脉宽调制信号的频率； 所述脉宽调制电路的一输入端接所述误差放大器的输出端以确定脉宽调制信号的占空比，另一输入端接所述振荡器的输出端以确定脉宽调制信号的频率，输出端接所述功率管的栅极。
【专利摘要】本实用新型公开了一种开关频率随负载变化的AC-DC电源。开关频率随负载变化的AC-DC电源包括变压器、整流二极管、滤波电容、功率管、采样电阻、误差放大器、振荡器和脉宽调制电路：利用本实用新型提供的AC-DC电源开关频率可以随负载变化而变化，可以有效地提高电源转换效率。
【IPC分类】H02M7/217
【公开号】CN204859015
【申请号】CN201520315362
【发明人】王文建
【申请人】浙江商业职业技术学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年5月12日