本申请涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源及其副边到原边的通信方法。
背景技术：
开关电源是现代电力电子技术中的常用器件，在人类的生产生活中得到了广泛应用。
开关电源中具体是利用变压器实现电压的输出和调节。为了得到稳定的输出电压，其一般都采用原边反馈(primarysideregulate，psr)反激式技术将检测到的输出电压反馈到原边进行控制调节。
然而，随着相关技术的进步和用户需求的发展，在实际应用中，需要进行反馈的信息内容越来越多：在原本所反馈的输出电压的基础上，还可以进一步增加负载实时所需要的电压或电流等其他信息，以便尽可能地优化开关电源的输出控制，例如可使其输出功率随负载的充电情况而实时进行调整。对于这些信息，也需要一套行之有效的方法以便将其反馈到开关电源的原边侧，通过添加具有隔离效果的光耦器件形成反馈通路的方法虽然可以解决该问题，但无疑会提高设备成本和空间布局的复杂度，不利于设备的小型化。
由此可见，采用何种低成本的开关电源，以便将各种需要反馈的信息从副边反馈到原边，并同时节省布局空间进而降低设计难度，是本领域技术人员所需要解决的重要技术问题。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种低成本的开关电源，以及副边到原边的通信方法，以便将各种需要反馈的信息从副边反馈到原边，并同时节省布局空间进而降低设计难度。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种开关电源，包括：
变压器，具有与所述开关电源的输入级耦合的原边绕组、与负载电路耦合的副边绕组、以及与反馈端子耦合的辅助绕组；
与所述副边绕组耦合的第一控制器；
与所述原边绕组耦合的第二控制器和功率开关；
与所述第二控制器耦合的所述反馈端子；
所述第一控制器用于获取所述开关电源副边的反馈信息；并按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码，在所述开关电源的死区时间内通过所述副边绕组发送编码信号；
所述反馈端子用于通过所述辅助绕组接收所述编码信号；
所述第二控制器用于对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息，并生成相应的控制信号以驱动所述功率开关。
可选地，所述反馈信息包括以下任意一项或者任意组合：
负载所需电压值、负载所需电流值、关断信号、重启信号。
可选地，
所述死区时间跟随在所述开关电源的副边导通时间之后，所述开关电源的副边导通时间跟随在所述开关电源的原边导通时间之后。
可选地，在所述死区时间及所述副边导通时间内，所述功率开关截止。
可选地，所述预设编码规则为二进制编码规则。
可选地，所述第一控制器具体用于：
在所述开关电源的死区时间内，根据所述编码信号逐位向所述副边绕组输入脉冲信号；所述脉冲信号的信号频率与所述编码信号对应数据位的数据大小相关。
可选地，所述第一控制器具体用于：
在所述开关电源的死区时间内，根据所述编码信号逐位向所述副边绕组输入脉冲信号；所述脉冲信号的脉冲宽度与所述编码信号对应数据位的数据大小相关。
可选地，所述第一控制器具体用于：
根据所述编码信号逐位控制与所述副边绕组耦合的可控开关管的通断，以便向所述副边绕组输入所述脉冲信号；所述可控开关管在闭合时令所述副边绕组形成电流通路。
可选地，所述可控开关管为与所述副边绕组耦合的副边整流mos管。
可选地，所述可控开关管与耦合于所述副边绕组的副边整流mos管相并联。
可选地，所述第一控制器为与所述副边绕组耦合的副边整流控制器。
本申请还提供了另一种开关电源，包括：
变压器；
反馈端子，用于在所述开关电源的死区时间内，从所述变压器的副边接收编码信号；
检测电路，设置在所述变压器的原边，用于对所述编码信号进行解码，并生成相应的控制信号；
驱动电路，与所述检测电路耦合，用于根据所述控制信号驱动与所述变压器的原边耦合的功率开关。
可选地，所述反馈端子与所述变压器的辅助绕组耦合；
所述反馈端子具体用于：
通过所述辅助绕组从所述变压器的副边接收所述编码信号。
本申请还提供了一种开关电源中副边到原边的通信方法，应用于与所述开关电源中变压器的副边绕组耦合的第一控制器，包括：
获取所述开关电源副边的反馈信息；
按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码；
在所述开关电源的死区时间内通过所述副边绕组发送编码信号；以便令与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子通过所述辅助绕组接收所述编码信号，进而令与所述反馈端子耦合的第二控制器对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息，并生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
本申请还提供了另一种开关电源中副边到原边的通信方法，应用于与所述开关电源中变压器的原边绕组耦合的第二控制器，包括：
接收与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子在所述开关电源的死区时间内检测到的编码信号；其中，所述编码信号为与所述变压器的副边绕组耦合的第一控制器在获取所述开关电源副边的反馈信息、并按照预设编码规则进行编码后，通过所述副边绕组发送的编码信号；
对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息；
生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
本申请所提供的开关电源包括：变压器，具有与所述开关电源的输入级耦合的原边绕组、与负载电路耦合的副边绕组、以及与反馈端子耦合的辅助绕组；与所述副边绕组耦合的第一控制器；与所述原边绕组耦合的第二控制器和功率开关；与所述第二控制器耦合的所述反馈端子；其中，所述第一控制器用于获取所述开关电源副边的反馈信息；并按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码，在所述开关电源的死区时间内通过所述副边绕组发送编码信号；所述反馈端子用于通过所述辅助绕组接收所述编码信号；所述第二控制器用于对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息，并生成相应的控制信号以驱动所述功率开关。
可见，相比于现有技术，本申请所提供的开关电源，通过在开关电源的死区时间内，由副边侧的第一控制器利用副边绕组对反馈信息编码得到的编码信号进行发送，并由原边侧的第二控制器对反馈端子接收到的编码信号进行解码，完成反馈信息由副边到原边的反馈过程，进而可以利用反馈信息对开关电源的输出进行科学有效的调节。由于本申请避免使用了光耦隔离器件，因此不仅没有增加设备成本，而且还节省了器件布局空间，降低了设计难度。本申请所提供的开关电源中副边到原边的通信方法同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请实施例所提供的一种开关电源的电路结构图；
图2为本申请实施例所提供的一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图；
图3为本申请实施例所提供的一种死区时间内副边到原边通信的信号波形图；
图4为本申请实施例所提供的另一种死区时间内副边到原边通信的信号波形图；
图5为本申请实施例所提供的另一种开关电源的电路结构图；
图6为本申请实施例所提供的又一种开关电源的电路结构图；
图7为本申请实施例所提供的一种开关电源中的原边反馈方法的流程图；
图8为本申请实施例所提供的另一种开关电源中的原边反馈方法的流程图。
具体实施方式
本申请的核心在于提供一种低成本的开关电源及其副边到原边的通信方法，以便将各种需要反馈的信息从副边反馈到原边，并同时节省布局空间进而降低设计难度。
为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种开关电源的电路结构图，主要包括：
变压器t，具有与开关电源的输入级耦合的原边绕组l1、与负载电路耦合的副边绕组l2、以及与反馈端子耦合的辅助绕组l3；
与副边绕组l2耦合的第一控制器；
与原边绕组l1耦合的第二控制器和功率开关s；
与第二控制器耦合的反馈端子；
第一控制器用于获取开关电源副边的反馈信息；并按照预设编码规则将反馈信息进行编码，在开关电源的死区时间内通过副边绕组l2发送编码信号；
反馈端子用于通过辅助绕组l3接收编码信号；
第二控制器用于对编码信号进行解码以获取反馈信息，并生成相应的控制信号以驱动功率开关s。
具体地，为了避免增加使用光耦等器件，本申请实施例所提供的开关电源具体是利用与副边绕组l2耦合的第一控制器来进行反馈信息的发送、并利用反馈端子和与原边绕组l1耦合的第二控制器来进行反馈信息的接收的。
如前所述，这里所说的反馈信息可以为各种需要反馈到原边的信息。作为一种优选实施例，反馈信息具体可以包括但不限于以下任意一项或者任意组合：负载所需电压值、负载所需电流值、关断信号、重启信号。当然，本领域技术人员还可以根据实际应用情况和需求自行选择其他一些反馈信息并设置实现，本申请实施例对此并不进行限定。
一般地，在开关电源副边侧，与副边绕组l2耦合的第一控制器可以通过负载电路获取到上述反馈信息，但是，对于相互隔离的副边侧和原边侧，需要设定一定的通信规则来实现反馈信息的传递。具体地，在本申请实施例所提供的开关电源中，第一控制器在获取到所说的反馈信息之后，可以按照预设编码规则将反馈信息进行编码，从而得到编码信号，以便进行发送。
容易理解的是，反馈信息经编码后所生成的编码信号可以根据所说的预设编码规则再进行解码，以便还原得到原本的反馈信息。至于这里所说的预设编码规则，本领域技术人员可以自行选择并设置实现，例如可选用数字信号处理中常用的二进制编码等，本申请实施例对此并不进行限定。
如前所述，反馈信息的反馈过程需要设定一定的通信规则，所说的通信规则除了包括反馈信息如何进行编码外，还包括如何发送以及如何接收。在本申请所提供的开关电源中，第一控制器具体是在开关电源的死区时间内进行编码信号的发送的。一般地，开关电源的工作周期可分为三个阶段，分别为原边导通时间、副边导通时间和死区时间。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种开关电源工作周期内的反馈电压vfb的波形图。如图2所示，所说的死区时间(即“第ⅲ阶段”)跟随在开关电源的副边导通时间(即“第ⅱ阶段”)之后，而开关电源的副边导通时间跟随在开关电源的原边导通时间(即“第i阶段”)之后。在死区时间内，开关电源中与原边绕组l1耦合的功率开关s截止，所以，正常情况下，反馈端子通过辅助绕组l3检测到的反馈电压vfb是处于低电平状态的。因此，此时若利用副边绕组l2输入编码信号，必然会引起变压器t内磁通的变化，进而使得原本处于低电平状态的反馈电压vfb也产生响应，从而可从反馈电压vfb中接收编码信号。而且，利用死区时间进行反馈信息的传递，还可以避免在原边导通时间内对开关电源的正常工作造成影响。
利用变压器自身的隔离功能，第一控制器可以通过副边绕组l2在死区时间内发送编码信号，将编码信号以变压器磁通能量的形式进行传递，以便反馈端子通过辅助绕组l3来接收编码信号，并将其发送至与反馈端子耦合的第一控制器。与编码的过程相反，第一控制器利用所说的预设编码规则对编码信号进行解码，获取传递的反馈信息，从中了解开关电源副边侧负载等的相关情况，进而生成相应的控制信号以驱动功率开关s，从而对开关电源的输出进行科学有效的调节。
需要说明的是，本申请所提供的开关电源中，第一控制器具体可以采用多种方式来发送编码信号，例如，可以利用一些开关元件或者有源器件在副边绕组l2中形成电流通路等，本领域技术人员可以根据实际应用情况自行选择并设置实现，本申请实施例对此并不进行限定。
可见，本申请实施例所提供的开关电源中，通过在开关电源的死区时间内，由副边侧的第一控制器利用副边绕组l2对反馈信息编码得到的编码信号进行发送，并由原边侧的第二控制器对反馈端子接收到的编码信号进行解码，完成反馈信息由副边到原边的反馈过程，进而可以利用反馈信息对开关电源的输出进行科学有效的调节。由于本申请避免使用了光耦隔离器件，因此不仅没有增加设备成本，而且还节省了器件布局空间，降低了设计难度。
本申请所提供的开关电源，在上述实施例的基础上：
作为一种优选实施例，预设编码规则为二进制编码规则。
具体地，如前所述，在进行反馈信息的编码时，第一控制器具体可采用常用的二进制编码规则，将反馈信息以由0和1构成的数字信号进行传递。
作为一种优选实施例，第一控制器具体用于：
在开关电源的死区时间内，根据编码信号逐位向副边绕组l2输入脉冲信号；脉冲信号的信号频率与编码信号对应数据位的数据大小相关。
具体地，第一控制器在利用副边绕组l2发送编码信号时，具体可在副边绕组l2上生成一系列脉冲信号，其中，每个脉冲信号对应于编码信号的一个数据位，而每个脉冲信号的信号频率或者说是间隔周期可以与对应数据位的数据大小相关。
请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种死区时间内副边到原边通信的信号波形图。其中，上栏为一系列脉冲信号mds的波形图，下栏为与脉冲信号mds对应的反馈电压vfb的波形图。
如图3所示，脉冲信号mds先后出现了三个条形脉冲，其中，前两个之间的间隔时间相对于第二个与第三个间的间隔时间较短。因此，反馈电压vfb中也在对应的时刻先后出现了三次响应，并且，前两次的间隔时间较短，而第二次和第三次间的间隔时间较长。由此，通过信号频率或者说是间隔时间，即可实现对编码信号中0和1的识别。而至于具体为0和1分别设定多大的信号频率，可由本领域技术人员自行选择设置，本申请实施例对此并不进行限定。
作为一种优选实施例，第一控制器具体用于：
在开关电源的死区时间内，根据编码信号逐位向副边绕组l2输入脉冲信号；脉冲信号的脉冲宽度与编码信号对应数据位的数据大小相关。
类似地，第一控制器在利用副边绕组l2发送编码信号时，具体可在副边绕组l2上生成一系列脉冲信号，其中，每个脉冲信号对应于编码信号的一个数据位，而每个脉冲信号的脉冲宽度或者说是作用时间可以与对应数据位的数据大小相关。
请参考图4，图4为本申请实施例所提供的另一种死区时间内副边到原边通信的信号波形图。其中，上栏为一系列脉冲信号mds的波形图，下栏为与脉冲信号mds对应的反馈电压vfb的波形图。
如图4所示，脉冲信号mds先后出现了三个条形脉冲，其中，第二个条形脉冲的脉冲宽度相对小于第一个和第三个条形脉冲的脉冲宽度。因此，反馈电压vfb中也在对应的时刻先后出现了三次响应，并且，第二次响应的幅值较小，而第一次和第三次响应的幅值较大。由此，通过设置不同的脉冲宽度或者说是作用时间，即可实现对编码信号中0和1的识别。而至于具体为0和1分别设定多大的脉冲宽度，可由本领域技术人员自行选择设置，本申请实施例对此并不进行限定。
作为一种优选实施例，第一控制器具体用于：
根据编码信号逐位控制与副边绕组l2耦合的可控开关管q的通断，以便向副边绕组l2输入脉冲信号；可控开关管q在闭合时令副边绕组l2形成电流通路。
如前所述，本申请所提供的开关电源中，第一控制器具体可以通过开关元件来形成副边绕组l2的电流通路。如图1所示，第一控制器的输出端可以与可控开关管q的控制端连接，以便控制该可控开关管q的通断。其中，可控开关管q接入变压器t的副边绕组l2，其闭合时将会令副边绕组l2形成电流的闭合通路。
作为一种优选实施例，可控开关管q为与副边绕组l2耦合的副边整流mos管。
具体地，为了进一步节省元器件布局空间降低设计难度，本申请实施例所提供的开关电源中，所说的可控开关管q可具体选择为开关电源副边侧中原有的副边整流mos管，即，将副边整流mos管复用为传递反馈信息的可控开关管q。
作为一种优选实施例，可控开关管q与耦合于副边绕组l2的副边整流mos管相并联。
具体地，由于副边绕组l2中的副边整流mos管可能为一些尺寸大的mos管，因此功耗较大。所以，本申请实施例所提供的开关电源中，所述的可控开关管q可以为另外添加设置的尺寸较小的管子，并且与副边整流mos管相并联。
请参考图5，图5为本申请实施例所提供的另一种开关电源的电路结构图。其中，开关管g为所说的副边整流mos管，而用于发送编码信息的可控开关管q并联在副边整流mos管g的两端。
类似地，请参考图6，图6为本申请实施例所提供的又一种开关电源的电路结构图。其中，用于发送编码信息的可控开关管q具体可以为并联在二极管d两端的开关管，而二极管d同样接入副边绕组l2的闭合通路中。
当然，本领域技术人员还可以采用其他多种方式来实现编码信号的发送，本申请对此并不进行限定。
作为一种优选实施例，第一控制器为与副边绕组l2耦合的副边整流控制器。
类似地，同样为了进一步节省元器件布局空间而降低设计难度，本申请中所说的第一控制器具体可以为开关电源副边侧的副边整流控制器。即，将副边整流控制器在死区时间作为第一控制器来进行反馈信息的编码和发送。
当然，本领域技术人员也可以不选用副边整流控制器，而是另外增设其他的控制器专门用于反馈信息的传递，本申请实施例对此并不进行限定，本领域技术人员可以自行选择并设置实现。
本申请还提供了另一种开关电源，包括：
变压器；
反馈端子，用于在开关电源的死区时间内，从变压器的副边接收编码信号；
检测电路，设置在变压器的原边，用于对编码信号进行解码，并生成相应的控制信号；
驱动电路，与检测电路耦合，用于根据控制信号驱动与变压器的原边耦合的功率开关。
在此基础上，作为一种优选实施例，反馈端子与变压器的辅助绕组耦合；
反馈端子具体用于：
通过辅助绕组从变压器的副边接收编码信号。
可见，本申请实施例所提供的开关电源，利用开关电源的死区时间从副边接收编码信号，进而根据解码后获取到的信息来调节控制开关电源原边侧的功率开关，实现了副边到原边的反馈调节。由于本申请利用的是变压器本身的隔离耦合特性，而避免使用了光耦元件，因此可有效节省元器件布局空间并降低设计难度和成本。
请参考图7，图7为本申请实施例所提供的一种开关电源中的副边到原边的通信方法的流程图，应用于与开关电源中变压器t的副边绕组l2耦合的第一控制器，包括以下步骤：
步骤71：获取开关电源副边的反馈信息。
步骤72：按照预设编码规则将反馈信息进行编码。
步骤73：在开关电源的死区时间内通过副边绕组l2发送编码信号；以便令与变压器的辅助绕组l3耦合的反馈端子通过辅助绕组l3接收编码信号，进而令与反馈端子耦合的第二控制器对编码信号进行解码以获取反馈信息，并生成相应的控制信号以驱动与变压器的原边绕组耦合的功率开关。
请参考图8，图8为本申请实施例所提供的另一种开关电源中的原边反馈方法的流程图，应用于与开关电源中变压器t的原边绕组l1耦合的第二控制器，包括以下步骤：
步骤81：接收与变压器的辅助绕组l3耦合的反馈端子在开关电源的死区时间内检测到的编码信号；其中，编码信号为与变压器t的副边绕组l2耦合的第一控制器在获取开关电源副边的反馈信息、并按照预设编码规则进行编码后，通过副边绕组l2发送的编码信号。
步骤82：对编码信号进行解码以获取反馈信息。
步骤83：生成相应的控制信号以驱动与变压器t的原边绕组l1耦合的功率开关。
可见，本申请所提供的开关电源中副边到原边的通信方法中，通过在开关电源的死区时间内，由副边侧的第一控制器利用副边绕组l2对反馈信息编码得到的编码信号进行发送，并由原边侧的第二控制器对反馈端子接收到的编码信号进行解码，完成反馈信息由副边到原边的反馈过程，进而可以利用反馈信息对开关电源的输出进行科学有效的调节。由于本申请避免使用了光耦隔离器件，因此不仅没有增加设备成本，而且还节省了器件布局空间，降低了设计难度。
本申请所提供的开关电源中副边到原边的通信方法的具体实施方式与上文所描述的开关电源可相互对应参照，这里就不再赘述。
本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。