隔离式变换器及应用其的开关电源制造技术

本发明专利技术涉及隔离式变换器及应用所述隔离式变换器的开关电源，所述隔离式变换器包括变压器、功率开关、开关控制电路、电压反馈电路、过压保护电路和副边整流电路；所述功率开关连接在输入电压源与所述原边绕组的第一端之间，所述原边绕组的第二端与接地端连接；所述电压反馈电路连接在所述原边绕组的第一端和第二端之间，用于根据所述原边绕组两端电压以输出电压反馈信号；所述开关控制电路用于输出开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率开关；所述过压保护电路在所述电压反馈信号超出过压保护阈值时输出重置信号，所述重置信号用于重置所述开关控制电路。本发明专利技术可以在省去辅助绕组的前提下仍然实现隔离式变换器的原边控制。

【技术实现步骤摘要】
隔离式变换器及应用其的开关电源
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及一种不需要辅助绕组的隔离式变换器及应用该隔离式变换器的开关电源。
技术介绍
隔离式变换器被广泛应用于各种离线供电系统中。隔离式变换器通常包括原边侧电路和副边侧电路，通过控制原边侧电路中功率开关的通断，以实现在副边侧电路输出恒定的电压或恒定的电流。为了防止输出电压过压对电路造成损坏，需要根据反馈参量判断输出电压是否过压，并在出现过压时对隔离式变换器进行保护。在现有技术中，隔离式变换器采用在变压器中增加辅助绕组来获取反馈参量。但是，辅助绕组的绕制工艺较为复杂，会增加隔离式变换器的生产成本和制作难度，而且，由于辅助绕组具有较大的体积，因此使用辅助绕组的隔离式变换器电路体积较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种隔离式变换器及应用其的开关电源，以在省去辅助绕组的前提下仍然实现对隔离式变换器的过压保护。第一方面，提供一种隔离式变换器，包括变压器、功率开关、开关控制电路、电压反馈电路、过压保护电路和副边整流电路；所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述副边整流电路与所述副边绕组连接；所述功率开关连接在输入电压源与所述原边绕组的第一端之间，所述原边绕组的第二端与接地端连接；所述电压反馈电路连接在所述原边绕组的第一端和第二端之间，用于根据所述原边绕组两端电压以输出电压反馈信号；所述开关控制电路用于输出开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率开关；所述过压保护电路在所述电压反馈信号超出过压保护阈值时输出重置信号，所述重置信号用于重置所述开关控制电路；其中，所述过压保护电路包括过压比较器和消隐逻辑电路；所述过压比较器比较所述电压反馈信号和所述过压保护阈值，在所述电压反馈信号超过所述过压保护阈值时输出过压提示信号；所述消隐逻辑电路用于在消隐时间区间外接收到所述过压提示信号时输出所述重置信号；其中，所述隔离式变换器还包括偏置电压产生电路，所述偏置电压产生电路与所述输入电压源连接，用于为所述开关控制电路提供偏置电压。优选地，所述消隐逻辑电路包括单脉冲生成电路、第一反相器、第二反相器和与逻辑电路；所述第一反相器的输入端输入所述开关控制信号，其输出端与所述与逻辑电路的第一输入端以及所述单脉冲生成电路的输入端连接；所述单脉冲生成电路连接在所述第一反相器的输出端和所述第二反相器的输入端之间，所述第二反相器的输出端连接到所述与逻辑电路的第二输入端；所述与逻辑电路的第三输入端输入所述过压提示信号；所述单脉冲生成电路根据其输入端信号的上升沿触发生成具有预定脉冲宽度的单脉冲信号；所述与逻辑电路对第一至第三输入端输入的信号进行与运算并输出所述重置信号。优选地，所述消隐逻辑电路包括第三反相器、延迟电路和与逻辑电路；所述第三反相器的输入端输入所述开关控制信号，其输出端与所述与逻辑电路的第一输入端以及所述延迟电路的输入端连接；所述延迟电路连接在所述第三反相器的输出端和所述与逻辑电路的第二输入端之间；所述延迟电路将其输入信号延迟预定延迟时间输出；所述与逻辑电路的第三输入端输入所述过压提示信号；所述与逻辑电路对第一至第三输入端输入的信号进行与运算并输出所述重置信号。优选地，所述消隐时间区间为所述开关控制信号切换为关断状态后的预定时间区间；或者所述消隐时间区间为所述开关控制信号切换为关断状态后的可变时间区间，所述可变时间区间的长度与当前负载相关。优选地，所述隔离式变换器还包括电流采样电路，所述电流采样电路用于采样流过所述功率开关的电流。优选地，所述电流采样电路包括电流采样电阻，所述电流采样电阻和所述功率开关串联连接在所述输入电压源和所述原边绕组的第一端之间。优选地，所述开关控制电路和所述过压保护电路被集成为开关控制集成电路。第二方面，提供一种开关电源，包括整流桥和如上所述的隔离式变换器。本专利技术通过将功率开关和原边绕组的位置进行互换，并根据原边绕组两端的电压实现过压保护，由此，可以在变压器中省去辅助绕组，简化了生产工艺，降低了生产成本，同时减小了电路的体积，加强了电路的保护功能。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是现有的使用辅助绕组实现反馈的隔离式变换器的电路示意图；图2是本专利技术第一实施例的隔离式变换器的电路示意图；图3是本专利技术第一实施例的一个优选方案的电路示意图；图4是本专利技术第二实施例的隔离式变换器的电路示意图；图5是本专利技术第二实施例的信号波形图；图6是本专利技术第三实施例的隔离式变换器的电路示意图；图7是本专利技术第三实施例的信号波形图；图8是本专利技术的开关电源的电路示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述。虽然本专利技术是结合以下的优选实施例进行描述的，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。在本专利技术的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件或电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。在本专利技术的描述中，“信号”是指作用于电路节点上的、随时间变化的电压或电流。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术可以被应用于任何隔离式变换器，在以下的详细描述中，仅以反激式变换器(flybackconverter)为例解释本专利技术的具体工作原理。图1是现有的使用辅助绕组实现反馈的隔离式变换器的电路示意图。如图1所示，隔离式变换器10包括变压器T、功率开关S、开关控制电路11、电压反馈电路12、副边整流电路13和供电电路14以及电流采样电阻Rsen。变压器T包括原边绕组L1以及与其耦合的副边绕组L2和辅助绕组L3；副边整流电路13与副边绕组L2连接，用于对副边绕组L2两端电压进行整流以输出恒定的电压。副边整流电路13包括副边整流二极管D1和副边输出电容C1。其中，供电电路14与辅助绕组L3连接，通过对辅助绕组L3两端的电压进行整流以输出稳定的偏置电压为开关控制电路11供电。开关控制电路11包括偏置电压输入端Vb、电流检测信号输入端SEN、反馈电压输入端FB、信号接地端GND和开关控制信号输出端DRV，供电电路14的输出端连接到偏置电压输入端Vb。电流采样电阻Rsen将流过功率开关的电流转换为电压信号，其远离接地点的一端与开关控制电路11的电流检测信号输入端SEN连接。电压反馈电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离式变换器，包括变压器、功率开关、开关控制电路、电压反馈电路、过压保护电路和副边整流电路；所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述副边整流电路与所述副边绕组连接；所述功率开关连接在输入电压源与所述原边绕组的第一端之间，所述原边绕组的第二端与接地端连接；所述电压反馈电路连接在所述原边绕组的第一端和第二端之间，用于根据所述原边绕组两端电压以输出电压反馈信号；所述开关控制电路用于输出开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率开关；所述过压保护电路在所述电压反馈信号超出过压保护阈值时输出重置信号，所述重置信号用于重置所述开关控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种隔离式变换器，包括变压器、功率开关、开关控制电路、电压反馈电路、过压保护电路和副边整流电路；所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述副边整流电路与所述副边绕组连接；所述功率开关连接在输入电压源与所述原边绕组的第一端之间，所述原边绕组的第二端与接地端连接；所述电压反馈电路连接在所述原边绕组的第一端和第二端之间，用于根据所述原边绕组两端电压以输出电压反馈信号；所述开关控制电路用于输出开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述功率开关；所述过压保护电路在所述电压反馈信号超出过压保护阈值时输出重置信号，所述重置信号用于重置所述开关控制电路；其中，所述过压保护电路包括过压比较器和消隐逻辑电路；所述过压比较器比较所述电压反馈信号和所述过压保护阈值，在所述电压反馈信号超过所述过压保护阈值时输出过压提示信号；所述消隐逻辑电路用于在消隐时间区间外接收到所述过压提示信号时输出所述重置信号；其中，所述隔离式变换器还包括偏置电压产生电路，所述偏置电压产生电路与所述输入电压源连接，用于为所述开关控制电路提供偏置电压。2.根据权利要求1所述的隔离式变换器，其特征在于，所述消隐逻辑电路包括单脉冲生成电路、第一反相器、第二反相器和与逻辑电路；所述第一反相器的输入端输入所述开关控制信号，其输出端与所述与逻辑电路的第一输入端以及所述单脉冲生成电路的输入端连接；所述单脉冲生成电路连接在所述第一反相器的输出端和所述第二反相器的输入端之间，所述第二反相器的输出端连接到所述与逻辑电路的第二输入端；所述与逻辑电路的第三输入端输入所述过压提示信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋凯，邓建，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33