无辅助绕组原边反馈采样电路、方法及其PWM驱动器与流程

无辅助绕组原边反馈采样电路、方法及其pwm驱动器
技术领域
1.本发明涉及半导体领域，尤其涉及的是一种无辅助绕组原边反馈采样电路、方法及其pwm驱动器。


背景技术：

2.现有技术中，在小功率消费电子应用中，反激式电源是主流，因为反激式电源非常适合小功率段，同时天然提供了隔离的效果，隔离后，如果要检测输出的情况，需要用隔离元件，比如光耦等，这样就增加了电源的成本，光耦本身的寿命也会成为电源的瓶颈。
3.原边反馈不从输出直接采样，而是从初级线圈采样，通过初级线圈的情况来计算次级线圈的情况，进一步推算输出的情况，部分信息难以从初级线圈得到，因此，通常会使用一个辅助线圈，辅助线圈与初级线圈共地，和初级隔离，增加辅助线圈会增加成本和复杂度。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需另外的光耦合器或者电容或者辅组绕组进行副边信号传递，而是利用变压器在关闭时刻的反馈信号同时结合输入电压信号进行运算，从而实现了副边信号对原边信号的传递的无辅助绕组原边反馈采样电路、方法及其pwm驱动器。
6.本发明的技术方案如下：一种无辅助绕组原边反馈采样电路，包括：用于采样功率管漏极电压的第一电阻分压采样电路、用于采样输入电压的第二电阻分压采样电路、用于将功率管漏极电压转换为电流值的第一电压转电流电路、以及用于将输入电压转换为电流值的第二电压转电流电路、用于将功率管漏极电压和输入电压转换后的电流值相减的电流减法器、以及用于将相减后的电流值转换为电压，并输出副边电压的电流转电压器。
7.应用于上述技术方案，所述的无辅助绕组原边反馈采样电路中，还包括与第一电阻分压采样电路和采样功率管漏极连接的采样控制信号模块，用于在功率管关闭后，控制所述第一电阻分压采样电路采样功率管漏极电压。
8.应用于上述各个技术方案，一种采用无辅助绕组原边反馈采样电路输出副边电压的方法，包括如下步骤：步骤s1：采样功率管漏极电压，并根据原边绕组匝数将得到的电压转换为电流值，步骤s2：采样输入电压，并将输入电压转换为电流值；步骤s3：将功率管漏极电压的转换电流值减去输入电压的转换电流值，并将相减后的电流值转为电压，即为副边电压；步骤s3：输出所述副边电压。
9.应用于上述各个技术方案，一种无光耦合的pwm驱动器，包括上述所述的无辅助绕组原边反馈采样电路、误差放大器、用于采样原边电流的原边电流采样器和功率管，其中，无辅助绕组原边反馈采样电路分别与电源输入管脚和开关控制管脚连接、以及误差放大器连接，误差放大器还与功率管连接，原边电流采样器与开关控制管脚、功率管连接。
10.应用于上述各个技术方案，所述的无光耦合的pwm驱动器中，还包括一与误差放大器连接的可编辑电压输入模块，用于编辑输入基准电压，改变误差放大器的输出电压。
11.应用于上述各个技术方案，所述的无光耦合的pwm驱动器中，还包括分别与误差放大器、原边电流采样器和功率管连接的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据误差放大器和原边电流采样器的输出结果，产生一定占空比的pwm信号控制功率管的开关。
12.本发明的有益效果为：
13.本发明通过在功率管关闭后，电压转电流电路将采样功率管漏极电压和输入电压分别转为电流值，再通过电流减法器将两者相减，并且，相减后将电流值转为电压，从而得到副边电压输出，通过该采样和运算方法无需另外的光耦合器或者电容或者辅组绕组进行副边信号传递，从而实现了副边信号对原边信号的传递，并且，pwm驱动器需要三个输入管脚，极大减小了电路的成本，电路结构较为简单，使用时，电路响应较快。
附图说明
14.图1为本发明中无辅助绕组原边反馈采样电路的模块连接图；
15.图2为本发明中pwm驱动器的结构图。
具体实施方式
16.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
17.本实施例提供了一种无辅助绕组原边反馈采样电路，如图1所示，无辅助绕组原边反馈采样电路包括第一电阻分压采样电路102、第二电阻分压采样电路101、第一电压转电流电路104、第二电压转电流电路103、电流减法器105、电流转电压器106、以及采样控制信号模块107。
18.其中，第一电阻分压采样电路102用于采样功率管漏极电压，第二电阻分压采样电路101用于采样输入电压，第一电压转电流电路104用于将第一电阻分压采样电路102采样的功率管漏极电压转换为电流值，第二电压转电流电路103用于将第二电阻分压采样电路101采样的输入电压转换为电流值，电流减法器105用于将功率管漏极电压和输入电压转换后的电流值相减，电流转电压器106以及用于将相减后的电流值转换为电压，转换得到的电压即为副边电压，并输出副边电压；采样控制信号模块107用于在功率管关闭后，控制所述第一电阻分压采样电路采样功率管漏极电压。
19.并且，本实施例还提供了一种采用以上无辅助绕组原边反馈采样电路的输出副边电压方法，该输出副边电压方法包括如下步骤：步骤s1：通过第一电阻分压采样电路102采样功率管漏极电压，具体是，在功率管关闭后，通过采样控制信号模块107控制所述第一电阻分压采样电路采样功率管漏极电压，并且，通过第一电压转电流电路104将采样得到的功率管漏极电压，根据原边绕组匝数、以及电路电阻将得到的电压转换为对应的电流值，然后，步骤s2：通过第二电阻分压采样电路101连接电源输入端采样输入电压，并通过第二电压转电流电路103将采样得到的输入电压根据电路电阻转换为电流值；步骤s3：将功率管漏极电压和输入电压转换后的电流值输入到电流减法器105，电流减法器105将功率管漏极电压转换后的电流值减去输入电压转后的电流值，将相减后的电流值输入到电流转电压器106中，电流转电压器106将其转为电压值，即得到副边电压值，步骤s4：输出所述副边电压。
20.本实施例以上运算方法是基于隔离dcdc电源在原边功率管关闭的时候，功率管漏极的电压为副边电压乘以匝数比加上输入电压，如此，通过采样功率管漏极的电压，根据其原边匝数和电路电阻将其转换为电流值，以及将输入电压根据电路电阻转换为电流值，则可以采用直接相减的运算方式，无需另外的光耦合器或者电容或者辅组绕组进行副边信号传递，而是利用变压器在关闭时刻的反馈信号同时结合输入电压信号进行运算，从而实现了副边信号对原边信号的传递。
21.并且，本实施例还提供了一种无光耦合的pwm驱动器，如图2所示，pwm驱动器包括上述实施例的无辅助绕组原边反馈采样电路、误差放大器、用于采样原边电流的电流采样器和功率管，其中，无辅助绕组原边反馈采样电路分别与电源输入管脚和开关控制管脚连接、以及误差放大器连接，误差放大器还与功率管连接，原边电流采样器与开关控制管脚、功率管连接，功率管的一端接地。
22.并且，还包括一与误差放大器连接的可编辑电压输入模块，用于编辑输入基准电压，改变误差放大器的输出电压；以及还包括分别与误差放大器、原边电流采样器和功率管连接的逻辑控制电路，所述逻辑控制电路根据误差放大器和原边电流采样器的输出结果，产生一定占空比的pwm信号控制功率管的开关。
23.如此，无辅助绕组原边反馈采样电路输出的副边电压输入到误差放大器中，误差放大器通过可编辑电压输入模块提供户用可以修改的基准电压，来控制其输出电压，同时，pwm驱动器通过其设置的原边电流采样器采样功率管的电流；如此，由误差放大器的输出决定功率管的开启，由功率管的电流决定功率管的关闭。
24.如此，通过在功率管关闭后，电压转电流电路将采样功率管漏极电压和输入电压分别转为电流，再通过电流减法器将两者相减，并且，相减后将电流转为电压，从而得到副边电压输出，通过该采样和运算方法无需另外的光耦合器或者电容或者辅组绕组进行副边信号传递，从而实现了副边信号对原边信号的传递，并且，无辅助绕组原边反馈采样电路输出的副边电压输入到误差放大器中，误差放大器通过可编辑电压输入模块提供户用可以修改的基准电压，来控制其输出电压，同时，pwm驱动器通过其设置的原边电流采样器采样功率管的电流；如此，由误差放大器的输出决定功率管的开启，由功率管的电流决定功率管的关闭；pwm驱动器需要三个输入管脚，即电源输入管脚vin、开关控制管脚sw、接地管脚gnd，极大减小了电路的成本，电路结构较为简单，使用时，电路响应较快。
25.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。