一种双绕组开关电源的过功率恒定电路的制作方法

文档序号:15623745发布日期:2018-10-09 22:27阅读:398来源:国知局

本发明涉及电子电路技术领域,尤其是一种双绕组开关电源的过功率恒定电路。



背景技术:

随着电源系统的不断进步,客户希望电源系统的体积越小越好,外部元件越少越好,整个电源系统的成本越小越好。随之则产生了双绕组开关电源,该类开关电源主要特征是只需要两个绕组,即原边绕组和副边绕组,原边绕组和副边绕组实现电源的隔离和能量传输;而不再需要辅助绕组给vdd供电;这种应用不仅体积小,外部元件较少,而且成本较低;但是,由于没有辅助绕组给vdd供电,只能靠芯片内部的自供电模块来实现vdd供电。

如图1所示,在传统双绕组开关电源中,当pwm驱动输出的bd为高电平时,即系统进入开周期,此时初级电感电流线性上升,使得rcs上的电压vcs也线性上升,当电压vcs达到芯片内部设定的峰值时,pwm发出关断信号,由于系统需要自供电,则此时的bd还不会发出关断信号,待等到自供电结束后,bd才会发出关断信号,此时系统进入关周期;但是在pwm发出关断信号到bd发出关断信号这段时间内,初级电感电流还在继续线性上升。

传统双绕组开关电源,由于系统元器件以及芯片耗电等查差异性,导致自供电时间的差异,从pwm发出关断信号到bd发出关断信号这段时间也存在很大差异,所以初级峰值电流也存在很大的差异,从而形成过功率点差别很大的情况。



技术实现要素:

本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种双绕组开关电源的过功率恒定电路,通过采样rcs电阻上的峰值电压,根据采样的rcs电阻上的峰值电压重新计算下一开周期rcs电阻上的峰值电压,使整个系统形成一个负反馈,从而使rcs电阻上的真实峰值电压vcs不受自供电时间等因素的影响,最终实现电源过功率的一致。

本发明采用的技术方案如下:

本发明一种双绕组开关电源的过功率恒定电路,包括pwm比较器、vdd自供电计时器、驱动模块、延时电路、cs峰值保持采样模块和初级峰值电压计算模块,以及功率三极管和初级电感电流的采样电阻rcs;

所述pwm比较器,用于采集初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs和初级峰值电压计算模块的输出电压vt,进行比较,当vcs达到vt电压时,向驱动模块发出pwm关断信号;

所述vdd自供电计时器,用于计算开关电源的vdd自供电时间,并输出t1控制驱动模块;

所述驱动模块,用于接收pwm比较器输出的pwm信号和vdd自供电计时器输出的时间t1,输出bd控制外置功率管,并提供功率管开关状态信号;

所述延时电路,用于接收驱动模块的输出bd,并输出td控制cs峰值保持及采样模块;

所述cs峰值保持及采样模块,用于采集初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs和延时电路输出的延时信号td,输出vcs_t控制初级峰值电压计算模块;

所述初级峰值电压计算模块,用于接收cs峰值保持及采样模块的输出vcs_t,并与上一周期的vcs进行对比分析,重新计算下一开关周期需要提供的cs峰值比较电压vt,向pwm比较器输出电压vt。

以上双绕组开关电源的过功率恒定电路,在pwm发出关断信号到bd发出关断信号这段时间内,通过采样的rcs电阻上的峰值电压,根据采样的rcs电阻上的峰值电压重新计算下一开周期rcs电阻上的峰值电压vt,当下一周期初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs达到vt电压时,通过pwm比较器发出pwm关断信号;驱动模块通过对pwm关断信号和自供电计时器的计时时间进行运算,发出bd关断信号,形成一个闭环负反馈,从而使rcs电阻上的真实峰值电压vcs不受自供电时间等因素的影响。

作为优选,所述延时电路的延迟时间大于vdd自供电计时器的计时时间;当延迟时间大于自供电计时器计时时间,才能保证cs峰值采样模块采样到的电压值是准确的。

作为优选,所述初级峰值电压计算模块、pwm比较器、驱动模块、vdd自供电计时器、延时电路和cs峰值保持采样模块,集成在双绕组开关电源控制芯片内部。

作为优选,所述功率三极管和初级电感电流的采样电阻rcs设置于开关电源控制芯片外。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

(1)本发明应用于双绕组开关电源中,不会增加原开关电源的体积,能够保证双绕组开关电源的体积优势以及成本优势。

(2)本发明使双绕组开关电源中采样电阻rcs的采样电压vcs平均值一直处于恒定情况下,从而使电源的过功率点一致性得到显著提高。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:

图1是传统双绕组开关电源电路图。

图2是本发明一种双绕组开关电源的过功率恒定电路图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图2所示,本发明一种双绕组开关电源的过功率恒定电路,包括集成在双绕组开关电源控制芯片内部的pwm比较器、vdd自供电计时器、驱动模块、延时电路、cs峰值保持采样模块和初级峰值电压计算模块,以及设置于开关电源控制芯片外部的功率三极管和初级电感电流的采样电阻rcs;

其中,所述pwm比较器输入为初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs以及初级峰值电压计算模块的输出电压vt,其输出pwm控制驱动模块;所述vdd自供电计时器向驱动模块输出t1;所述驱动模块的输入为pwm比较器的输出pwm以及vdd自供电计时器的输出t1,其输出bd主要控制外置功率管,并提供功率管开关状态信号;

所述延时电路的输入为驱动模块的输出bd,延时电路的延迟时间必须保证时间大于vdd自供电计时器的计时时间,即自供电时间,其输出td控制cs峰值保持及采样模块;所述cs峰值保持及采样模块的输入为初级电感电流流过采样电阻rcs的采样电压vcs和延时电路的输出td,其输出vcs_t主要控制初级峰值电压计算模块;所述初级峰值电压计算模块,其输入为cs峰值保持及采样模块的输出vcs_t,其输出vt将提供给pwm比较器,作为下一开关周期的初级电感电流流过采样电阻rcs的采样电压vcs的限制电压。

在双绕组开关电源的过功率恒定电路中,当bd为高电平时,系统进入开周期,此时初级电感电流线性上升,使得rcs上的电压也线性上升,当达到芯片内部设定的峰值时,pwm发出关断信号,由于系统需要自供电,则此时的bd还不会发出关断信号,待等到自供电结束后,bd才会发出关断信号,此时系统进入关周期;

但是在pwm发出关断信号到bd发出关断信号这段时间内,初级电感电流还在继续线性上升,此时rcs电阻上的真实峰值电压vcs通过cs峰值保持及采样模块内部的保持电路保持住,当bd发出关断信号后,经过延时电路模块发出td时间信号,将rcs电阻上的真实峰值电压vcs采样输出vcs_t;由于在同一周期内,bd发出关断信号后,必须经过td时间,才能保证vcs_t采样到的值是最准确的,所以经过td时间过后采样到的vcs_t=vcs;通过初级峰值电压计算模块对vcs_t和上一周期的vcs进行对比分析,并重新计算下一开关周期需要提供的cs峰值比较电压vt;当下一周期初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs达到vt电压时,通过pwm比较器发出pwm关断信号;pwm驱动通过对pwm关断信号和自供电计时器的计时时间运算,发出bd关断信号,从而形成一个闭环负反馈。

整个负反馈中,当初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs偏大,即vcs_t偏大时,则将下一周期初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs的峰值电压vt调低;当采样到初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs偏小,即vcs_t偏小时,则将下一周期初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs的峰值电压vt调高;从而使整个系统中初级电感电流流过采样电阻rcs形成的采样电压vcs的平均值一直处于恒定情况下,实现系统过功率的一致。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1