调整开关频率与负载电流关系的控制电路及开关电源制造技术

本实用新型专利技术涉及调整开关频率与负载电流关系的控制电路及开关电源，包括：主控芯片；负载电流检测电路，与主控芯片连接，基于主控芯片获取的副边电流反馈信号检测负载电流并输出负载电流检测电压；电压运算电路，与负载电流检测电路连接，接收负载电流检测电压，对负载电流检测电压进行误差运算放大处理，输出调整电压；基准电压产生电路，分别与电压运算电路和主控芯片连接，接收调整电压，根据调整电压产生基准电压并输出至主控芯片，由主控芯片基于基准电压调整电源的变压器峰值电流，通过电源系统的反馈作用使电源的开关频率与负载电流形成非线性关系。本实用新型专利技术可使开关频率与负载电流形成非线性关系，改善了系统的动态响应特性。

Control Circuit and Switching Power Supply for Adjusting the Relation between Switching Frequency and Load Current

The utility model relates to a control circuit and a switching power supply for adjusting the relationship between switching frequency and load current, including a main control chip, a load current detection circuit, which is connected with the main control chip, a side current feedback signal acquired by the main control chip, which detects the load current and outputs the load current detection voltage, a voltage operation circuit, which is connected with the load current detection circuit and receives the load current. Detecting voltage, amplifying the error operation of load current detection voltage, outputting adjustment voltage; reference voltage generating circuit, connected with voltage operation circuit and main control chip respectively, receives adjustment voltage, generates reference voltage according to adjustment voltage and outputs it to main control chip, which adjusts the peak current of transformer of power supply based on reference voltage, and passes through power supply system. Feedback makes the switching frequency of power supply non-linear with load current. The utility model can form a non-linear relationship between the switching frequency and the load current, and improve the dynamic response characteristics of the system.

【技术实现步骤摘要】
调整开关频率与负载电流关系的控制电路及开关电源
本技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路及开关电源。
技术介绍
随着内置充电电池的便携设备的爆发式增长，对小功率AC/DC充电器的需求也不断增长，对其成本要求越来越苛刻。原边反馈方式的AC/DC控制技术就是在这种背景下发展起来的，与传统的副边反馈的光耦加TL431的结构相比较，其最大的优势在于省去了这两个器件以及与之配合的一组元器件，这样就节省了系统板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可控性。在手机充电器等成本压力较大的市场，以及LED驱动等对体积要求很高的市场具有广阔的应用前景。在现有的原边反馈系统中，开关频率与输出电流为线性关系。随着输出电流的减小，工作频率线性减小当输出电流减小到恒流值的1/3以下时，系统工作频率将低于20KHz，进入人类听觉频率范围以内，所以这种系统在轻负载输出时会产生明显的异响噪音。另外，这种原边反馈方式控制芯片只能在副边二极管导通时才能检测到输出电压，芯片不能实时监测输出电压的变化；在续流二极管截止期间，控制芯片无法检测输出电压的变化，所以无法针对输出电压的变化做出合适的调整，因此，在负载电流很小的轻载或者空载情况下，其开关频率将会很低，进而导致动态负载特性差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路及开关电源。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路，包括：主控芯片；与所述主控芯片连接、基于所述主控芯片获取的副边电流反馈信号检测负载电流并输出负载电流检测电压负载电流检测电路；与所述负载电流检测电路连接、接收所述负载电流检测电压并对所述负载电流检测电压进行误差运算放大处理，输出调整电压的电压运算电路；分别与所述电压运算电路和主控芯片连接、接收并根据所述调整电压，产生基准电压的基准电压产生电路；所述基准电压产生电路还将所述基准电压发送至所述主控芯片；所述主控芯片基于所述基准电压调整电源的变压器峰值电流，通过电源系统的反馈作用使电源的开关频率与负载电流形成非线性关系。优选地，所述主控芯片包括基准电压接收端、比较模块、控制模块、驱动模块、驱动信号输出端以及副边电流反馈信号接收端；其中，所述基准电压接收端连接于所述比较模块的输入端，所述副边电流反馈信号接收端接收所述副边电流反馈信号；所述比较模块基于所述基准电压接收端所接收的基准电压进行比较判断，并输出比较信号至控制模块；所述控制模块根据所述比较信号控制驱动模块输出驱动信号以调整电源的变压器峰值电流进而调整开关频率。优选地，所述驱动信号为PWM驱动信号。优选地，所述负载电流检测电路包括第一开关、第二开关、反相器以及滤波电阻和滤波电容；所述第一开关和第二开关均包括三个引脚，其中，所述第一开关的第一引脚与所述反相器的输入端连接，且所述第一开关的第一引脚与反相器的输入端的节点还与所述主控芯片的副边电流反馈信号接收端连接，所述第一开关的第二引脚与所述基准电压产生电路连接，所述第一开关的第三引脚与所述滤波电阻的第一端连接；所述第二开关的第一引脚与所述反相器的输出端连接，所述第二开关的第二引脚与所述第一开关的第三引脚连接；所述滤波电阻的第二端与所述滤波电容的第一端连接，所述滤波电容的第二端与所述第二开关的第三引脚连接，且所述滤波电阻的第二端与所述第二开关的第三引脚的连接节点为负载电流检测电压输出端，其与所述电压运算电路连接。优选地，所述第一开关和第二开关均为MOS管。优选地，所述电压运算电路包括：误差放大器、MOS管M1、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；所述第一电阻的第一端接参考电压，所述第一电阻的第二端依次通过所述第二电阻、第三电阻以及第四电阻接地；所述误差放大器的反相输入端与所述滤波电阻的第二端和滤波电容的第一端的连接节点，所述误差放大器的同相输入端与所述第三电阻和第四电阻的连接节点连接，所述误差放大器的输出端与所述MOS管M1的栅极连接；所述MOS管M1的漏极与所述第二电阻和第三电阻的连接节点连接，所述MOS管M1的源极与所述滤波电容的第二端连接，且所述MOS管M1的源极与所述滤波电容的第二端连接的节点还连接至所述基准电压产生电路；所述第一电阻和第二电阻之间的连接节点为调整电压输出端，其与所述基准电压产生电路连接。优选地，所述基准电压产生电路包括：接收电路、第五电阻以及第六电阻；所述接收电路的第一端与所述第一电阻和第二电阻之间的节点连接，所述接收电路的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述MOS管M1的源极和所述滤波电容的第二端连接的节点连接；所述第五电阻和第六电阻之间的节点还连接至所述主控芯片的基准电压接收端；所述第五电阻和第六电阻之间的节点电压为所述基准电压。优选地，所述接收电路为缓冲器，所述缓冲器为高阻输入低阻输出的缓冲器。优选地，所述控制电路还包括功率开关，所述功率开关的控制端与所述主控芯片连接，由所述主控芯片控制所述功率开关的开关状态以调整电源的开关频率。本技术还提供一种开关电源，包括上述的调整开关频率与负载电流关系的控制电路。实施本技术的调整开关频率与负载电流关系的控制电路，具有以下有益效果：本技术通过检测负载电流的大小动态调节原边变压器的峰值电流，进而使得开关频率随负载电流形成一个非纯属关系，当负载电流减小到工作频率进入人类听觉范围时，由于峰值电流足够小，变压器产生的异响将得到明显降低，同时由于峰值电流的减小，空载频率得到提高，改善了系统的动态响应特性。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术实施例提供的调整开关频率与负载电流关系的控制电路的逻辑结构示意图；图2是本技术实施例提供的调整开关频率与负载电流关系的控制电路的电路原理图；图3是实施本技术的控制电路的脉冲周期信号与副边电感电流的关系图；图4是本技术变压器的峰值电流与负载电流的关系示意图；图5是实施例本技术的控制电路的电源系统的开关频率与负载电流的关系示意图。具体实施方式为了减小现有设计中存在的轻载异响问题，以改善电源系统动态响应牲，本技术构造了一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路，该控制电路通过检测负载电流的大小，以动态调节原边变压器的峰值电流，从而使开关频率随负载电流形成一个非线性关系，当负载电流减小到工作频率进入人类听觉范围时，由于峰值电流足够小，因此变压器产生的异响将得到明显降低，同时，由于峰值电流的减小，空载频率得到提高，改善了电源系统的动态响应特性。如图1至图2所示，为本技术的调整开关频率与负载电流关系的控制电路的实现电路。具体的，图1是本技术实施例提供的调整开关频率与负载电流关系的控制电路的逻辑结构示意图，该控制电路包括主控芯片10、负载电流检测电路20、电压运算电路30以及基准电压产生电路40。其中，主控芯片10、负载电流检测电路20、电压运算电路30以及基准电压产生电路40依次连接，且基准电压产生电路40还与主控芯片10连接。主控芯片10用于获取副边电流反馈信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路，其特征在于，包括：主控芯片；与所述主控芯片连接、基于所述主控芯片获取的副边电流反馈信号检测负载电流并输出负载电流检测电压负载电流检测电路；与所述负载电流检测电路连接、接收所述负载电流检测电压并对所述负载电流检测电压进行误差运算放大处理，输出调整电压的电压运算电路；分别与所述电压运算电路和主控芯片连接、接收并根据所述调整电压产生基准电压的基准电压产生电路；所述基准电压产生电路还将所述基准电压发送至所述主控芯片；所述主控芯片基于所述基准电压调整电源的变压器峰值电流，通过电源系统的反馈作用使电源的开关频率与负载电流形成非线性关系。

【技术特征摘要】
2018.04.20 CN 20182056810081.一种调整开关频率与负载电流关系的控制电路，其特征在于，包括：主控芯片；与所述主控芯片连接、基于所述主控芯片获取的副边电流反馈信号检测负载电流并输出负载电流检测电压负载电流检测电路；与所述负载电流检测电路连接、接收所述负载电流检测电压并对所述负载电流检测电压进行误差运算放大处理，输出调整电压的电压运算电路；分别与所述电压运算电路和主控芯片连接、接收并根据所述调整电压产生基准电压的基准电压产生电路；所述基准电压产生电路还将所述基准电压发送至所述主控芯片；所述主控芯片基于所述基准电压调整电源的变压器峰值电流，通过电源系统的反馈作用使电源的开关频率与负载电流形成非线性关系。2.根据权利要求1所述的调整开关频率与负载电流关系的控制电路，其特征在于，所述主控芯片包括基准电压接收端、比较模块、控制模块、驱动模块、驱动信号输出端以及副边电流反馈信号接收端；其中，所述基准电压接收端连接于所述比较模块的输入端，所述副边电流反馈信号接收端接收所述副边电流反馈信号；所述比较模块基于所述基准电压接收端所接收的基准电压进行比较判断，并输出比较信号至控制模块；所述控制模块根据所述比较信号控制驱动模块输出驱动信号以调整电源的变压器峰值电流进而调整开关频率。3.根据权利要求2所述的调整开关频率与负载电流关系的控制电路，其特征在于，所述驱动信号为PWM驱动信号。4.根据权利要求2所述的调整开关频率与负载电流关系的控制电路，其特征在于，所述负载电流检测电路包括第一开关、第二开关、反相器以及滤波电阻和滤波电容；所述第一开关和第二开关均包括三个引脚，其中，所述第一开关的第一引脚与所述反相器的输入端连接，且所述第一开关的第一引脚与反相器的输入端的节点还与所述主控芯片的副边电流反馈信号接收端连接，所述第一开关的第二引脚与所述基准电压产生电路连接，所述第一开关的第三引脚与所述滤波电阻的第一端连接；所述第二开关的第一引脚与所述反相器的输出端连接，所述第二开关的第二引脚与所述第一开关的第三引脚连接；所述滤波电阻的第二端与所述滤波电容的第一端连接，所述滤波电容的第二端与所述第二开关的第三引脚连接，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，郑曰，廖伟明，
申请(专利权)人：深圳市芯飞凌半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44