2，输出电流I out就等于12和11的差值，匪OS管MO、M0 ’的栅极接同一偏置电压Vb，以保证源极跟随器Ml和Ml’的栅源电压相同，从而保证该电路的对称性，减小失配的影响。
[0023]PffM比较器的电路部分如图4所示:PffM比较器的输入部分采用轨到轨的输入结构，具体是由Ml、M2、M3、M4和M16、M18组成，而M5、M6组成锁存器，前置放大器将输入放大足够大并将其加载到锁存器上。M5、M6、M7、M8组成PWM比较器的理想负载，以提高比较器的输出阻抗，从而提高了其增益。其中M5、M6是PMOS锁存器，M7、M8是二极管连接的PMOS管。PffM比较器的输出部分采用带有源负载的差动对实现，PMOS管M9、M10作为输入差分对管，匪OS管Mll、M12组成的电流镜结构作为差动对的负载，用来处理信号，作为有源器件一样工作。这种结构的重要特性是将差动输入转换成了单端输出。具体的说，当X为低电平，Y为高电平时，M9开启，漏极电压为高电平，M12栅极电压为高电平，M12开启，Vout通过M12有对地的通路，Vout输出低电平；反之当X为高电平，Y为低电平时，Vout通过MlO接到电源，Vout输出高电平。这样就把差动输入转换成了单端输出。
[0024]PMOS管Ml、M2和NMOS管M3、M4共同构成互补输入差分对结构，实现输入范围的轨到轨;]?1、]\12、]\115、]\116、]\113、]\114和二极管连接的]\17、]\18构成?]\?)3前置放大器，同理]\0、]\14二极管连接的M7、M8构成NMOS前置放大器，同时M5、M6组成一个PMOS锁存器，用来实现比较器的高速度;M7、M8是二极管连接的PMOS管，与PMOS管M5、M6并联以获得高的电压增益。PMOS管M9、MlO与匪OS管M11、M12共同组成了比较器的推挽式输出级。NMOS管M13、M15与M14、M16组成的电流镜将PMOS差分对Ml、M2的电流镜像到匪OS差分对M3、M4电流的公共端，然后经输出级输出;Ml 6、Ml 7，Ml 8、Ml 9、M20组成的电流镜提供偏置电流，为互补差分对提供尾电流。
[0025]Pmi比较器的电路图如图4，本实用新型中的HVM比较器是将经谐波补偿后的反馈电流信号与误差放大信号比较的电路，PWM比较器是双端输入单端输出放大器，两个输入端分别是Vin+和Vin-，其中Vin+是反馈电感电流信号，经谐波补偿后输入PWM比较器，Vin-为误差放大器的输出信号，Vout是比较器的输出信号。当Vin+为低电平，Vin-为高电平时，Ml栅极是低电平，Ml开启，将高电平通过M15、M13组成的电流镜输入到M13的栅极，M13是开启状态，X通过M13接地，同时M4的栅极是高电平，M4开启，所以X点输出低电平。X点是低电平，通过PMOS锁存器快速响应，M6栅极为低电平，M6开启，Y点通过M6接电源电压，Y点输出高电平。将乂3的值送入由19、110、111、112组成的基本差分电路中，可知当乂为低电平，￥为高电平时，M9开启，M10关断，M11、M12的栅极是高电平，Mil、M12开启，Vout通过M12接地，Vout输出低电平。比较器的输出信号应是数字信号，这个特点区别于一般的运算放大器。开关电源在实际应用时，输出接有大电容和电感，限制芯片的速度，使反馈电路的响应变慢，出现滞后现象。为了避免上述现象，需要在PWM比较器输出端级联多个反相器，对输出信号整形，使其输出电压具有满摆幅即VDD和O两种状态，故需要在PWM比较器输出端级联四个反相器，产生PffM Signal再送到PffM逻辑模块进行逻辑处理。
[0026]PffM逻辑模块的电路图如图5所示，PffM逻辑模块的功能是输出驱动脉冲，控制开关管的开启和关断，组成该电路的基本单元有CMOS反相器、二输入与非门、四输入与非门。用CMOS反相器组成逻辑门电路，再通过适当的变化，完成指定逻辑功能的电路设计。二输入与非门构成基本RS触发器，四输入与非门将几路信号处理后最终输出驱动脉冲。
[0027]PffM比较器输出信号PWM Signal和时钟信号OSC共同决定GATE Drive的输出占空比。PffM Logic输出两个信号GATE Drive和Vr，其中Vr反馈到与PffM比较器的反相输入端Vin-相连的NMOS管M3栅极，控制M3的开启和关断，进而控制了电容的充放电。
[0028]该节能的开关电源，与传统的开关电源相比，本实用新型适用于高输入电压，即使在数千伏的高压下仍可安全可靠的工作，电路中虽然用2只或多只晶体管串联工作，但是不必使用高端驱动电路，成本低，电路中的所有晶体管都工作于高频开关方式，效率高，而且能够有效的管理电源，实现节能高效的目的，延长设备的待机时间，具节能环保等特点，本实用新型设计合理，能够直接检测谐波和控制谐波，为电网减小谐波危害。
[0029]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种节能的开关电源，包括变压器(I)、电阻网络(5)、电阻(6)、第一晶体管(7)、稳压管(8)、二极管(9)、第二晶体管(10)和串联TVS管组件(11)，所述变压器(I)的初级电性连接有漏感能量吸收网络(2)，且所述变压器(I)的次级电性连接有整流二极管(3)和输出滤波电容(4)，所述第一晶体管(7)位于第二晶体管(10)的上方，且第一晶体管(7)和第二晶体管(10)串联，所述电阻网络(5)的一端接输入正端，且电阻网络(5)的另一端电性连接串联TVS管组件(11)，所述串联TVS管组件(11)的另外一端接输入负端，所述电阻网络(5)和串联TVS管组件(11)的连接点经过电阻(6)接到第一晶体管(7)的栅极，所述稳压管(8)的正端电性连接于第一晶体管(7)的源极，所述稳压管(8)的负端端电性连接于第一晶体管(7)的栅极，所述二极管(9)的正端电性连接于外加电源VCC，且所述二极管(9)的负端电性连接于电阻网络(5 )和串联TVS管组件(11)的连接点，其特征在于:所述第二晶体管(1 )的侧面接入PWM控制电路，所述PWM控制电路包括误差放大器、PWM比较器和PWM逻辑模块，所述误差放大器将误差信号放大，放大后的信号作为HVM比较器的同相端输入端，与基准信号进行比较，所述误差放大器的输入端之前设有源跟随器，所述误差放大器的输入端采用射极耦合差分结构，所述误差放大器的输入端分别为反馈电压和基准电压，所述PWM比较器的前端连接有锁存器，该锁存器与两个由二极管连接成PMOS管并联构成P丽比较器的理想负载结构，所述PWM比较器的输出端输出的电信号连接于PWM逻辑模块的输入端，所述PWM逻辑模块包括CMOS反相器、二输入与非门、四输入与非门。2.根据权利要求1所述的一种节能的开关电源，其特征在于:所述误差放大器为对称结构的双极型跨导放大器。3.根据权利要求1所述的一种节能的开关电源，其特征在于:所述HVM比较器输入级采用轨对轨输入结构。4.根据权利要求1所述的一种节能的开关电源，其特征在于:所述HVM比较器输入级具体采用互补输入差分对结构。5.根据权利要求1所述的一种节能的开关电源，其特征在于:所述二输入与非门构成基本RS触发器，四输入与非门将几路信号处理后最终输出驱动脉冲。
【专利摘要】本实用新型公开了一种节能的开关电源,包括变压器、电阻网络、电阻、第一晶体管、稳压管、二极管、第二晶体管和串联TVS管组件，所述第二晶体管的侧面接入PWM控制电路，所述误差放大器的输入端分别为反馈电压和基准电压，该锁存器与两个由二极管连接成PMOS管并联构成PWM比较器的理想负载结构，所述PWM比较器的输出端输出的电信号连接于PWM逻辑模块的输入端。本实用新型适用于高输入电压，即使在数千伏的高压下仍可安全可靠的工作，电路中的所有晶体管都工作于高频开关方式，效率高，而且在电路中接入PWM控制电路有效的管理电源，实现节能高效的目的，解决能耗问题，具有高效节能环保等特点。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN205232029
【申请号】CN201521067386
【发明人】隋鲁波
【申请人】上海麟荣电子技术有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日