具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法技术方案

一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括有开关电源控制器，控制开关变换器将一输入电压转化为一输出电压反馈电路，生成反馈信号表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，生成电源电压，该电源电压由开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成，主动式假性负载，接收并根据反馈信号，决定是否接入到电源电压和系统地之间。

Switching power supply system with active pseudo load and its control method

A switching power supply system with active pseudo load includes a switching power supply controller, which controls the switching converter to convert an input voltage into an output voltage feedback circuit and generate a feedback signal to represent the value of the output voltage; a power supply voltage generation circuit generates a power supply voltage, which is generated by a part of the energy transmitted by the switching converter when it works, The active pseudo load receives and decides whether to connect the power supply voltage and system ground according to the feedback signal.

【技术实现步骤摘要】
具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法
本专利技术涉及电子电路，具体涉及一种具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法。
技术介绍
在当前环保节能的重要性不断提升的大背景下，目前对电源效率的要求越来越高。当前的开关电源在工作过程中，主要依靠反馈回路，对负载和输出变化进行控制，以确保输出的稳定。当开关电源的负载处于待机状态时，对开关电源每一周期的能量需求很小，为了提高这一场景下开关电源的效率，现有技术经常采用的一种方式是调整开关电源的工作频率，使开关电源工作于脉冲频率调制(PFM)模式。当负载处于待机状态时，开关电源的工作频率对应降低，工作周期延长，以适应当前负载的输出需求。然而，采用PFM模式控制的开关电源，在面对不同的应用场景时，往往也因为各种原因需要设定一个最大的开关周期(即最小开关频率)。例如，对于原边控制型的反激式变换器，为了保证反馈回路对电源输出端的瞬态响应能力，需要设置最小开关频率。当负载对能量的需求小于最大开关周期内所输出的能量，开关电源输出端上无法消耗掉的就会使得输出电压逐渐不断变大，令电源系统失效。为了避免这种极端情况的发生，常见的处理方式是在输出端接入一个假性负载(dummyload)。使得负载极低甚至为零的情况下，开关电源在输出端能够及时消耗掉多余的能量，确保输出的稳定性。假性负载同样也应用于过压保护领域，在输出电压因不明原因异常升高时，通过接入假性负载，可以在一定程度上，减缓过压破坏以保护其他负载。但是，在负载正常的情况下，假性负载的存在，会额外消耗能量，使得电源系统的效率降低。同时，现有技术中的假性负载在接入时，接入位置往往位于输出端，此处的参考地电位和系统地电位不同，因此必须采用分立元件完成而无法集成进入系统内部，不仅增加了物料成本，也使得系统芯片封装时，需要预留相应的管脚进行控制。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，提出了具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法。在本专利技术的第一方面，提出了一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括：开关电源控制器，输出一个开关电源控制信号；开关变换器，接受所述开关电源控制信号的控制，将一输入电压转化为一输出电压；反馈电路，连接到所述开关变换器，形成反馈信号，所述反馈信号能够表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，耦接所述开关变换器，用于生成电源电压，其中，所述电源电压由所述开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成；主动式假性负载，接收所述反馈信号，所述主动式假性负载根据所述反馈信号，决定是否接入到所述电源电压和所述系统地之间。在某些实施例中，所述主动式假性负载包括：主动负载控制信号发生器，接收所述反馈信号，根据所述反馈信号，生成至少一个主动负载控制信号；主动负载，耦接所述主动负载控制信号发生器，接收所述至少一个主动负载控制信号，在所述至少一个主动负载控制信号提示满足主动负载工作条件时，选择性地将所述主动负载接入到电源电压和系统地之间，而在所有主动负载控制信号均提示不满足主动负载工作条件时，同电源电压和系统地断开。进一步的，在一些实施例中，所述主动负载控制信号发生器包括，误差放大器，接收所述反馈信号，生成误差放大信号；一组或并联多组比较器单元，每个比较器单元分别具有正相输入端，反相输入端和输出端，其中，每个正相输入端接收所述误差放大信号，每个所述反相输入端分别接收一个参考信号，每个输出端的各自输出一个主动负载控制信号，其中，在存在并联多组比较器单元时，每个参考信号各不相同，使得每个主动负载控制信号所代表的主动负载接入条件不同。其中，所述误差放大器可以进一步耦接所述开关电源控制器，所述开关电源控制器根据所述误差放大信号，生成所述开关电源控制信号。在一实施例中，所述主动负载控制信号发生器包括：一组或并联多组比较器单元，每个比较器单元分别具有正相输入端，反相输入端和输出端，每个正相输入端接收所述反馈信号，每个所述反相输入端分别接收一个参考信号，每个输出端的各自输出一个所述主动负载控制信号，在存在并联多组比较器单元时，每个参考信号各不相同，使得每个主动负载控制信号所代表的主动负载接入条件不同。在一实施例中，所述电源电压生成电路包括：隔离二极管，阳极接收所述输出电压；储能电容，连接在所述隔离二极管的阴极和系统地之间，所述储能电容上的电压为电源电压。在另一实施例中，所述开关变换器为隔离式开关变换器，所述隔离式开关变换器具有一个主变压器，包括原边绕组，副边绕组和辅助绕组，所述原边绕组接收输入电压，所述副边绕组向所述输出电压提供能量；所述电源电压生成电路包括：隔离二极管，阳极连接到所述辅助绕组的一端；储能电容，所述储能电容连接在所述隔离二极管的阴极和系统地之间，所述储能电容上的电压为电源电压。本专利技术的第二方面，公开了一种1.具有主动式假性负载的开关电源系统的控制方法，包括：采用开关变换器将一输入电压转换成一输出电压，并自所述开关变换器获得一电源电压，其中，所述电源电压由所述开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成；生成一个反馈信号，其中，所述反馈信号可表征所述输出电压的值；接收并根据所述反馈信号，输出至少一个主动负载控制信号提示是否满足主动负载工作条件；以及在所述至少一个主动负载控制信号提示满足主动负载工作条件时，选择性地将至少一个主动负载接入到电源电压和系统地之间，而在所有主动负载控制信号均提示未满足主动负载工作条件时，将主动负载同电源电压和系统地断开。本专利技术实施例所公开的具有主动式假性负载的开关电源系统及其控制方法，能够有效减少假性负载的能量损耗，提高效率，同时能够避免将假性负载设置于系统封装外部，减少封装的管脚数量和外部元件占用空间。附图说明在下面所有附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。图1示出了根据本专利技术一个实施例的具有主动式假性负载的开关电源系统100的结构模块示意图；图2示出了依据本专利技术一个实施例的主动式假性负载105和开关电源控制器101的具体结构示意图；图3示出了依据本专利技术另一个实施例的主动式假性负载105和开关电源控制器101的具体结构示意图；图4示出了根据本专利技术一个实施例中的主动负载202的电路示意图；图5所示为根据本专利技术另一实施例的主动负载202的电路示意图；图6所示为根据本专利技术一个实施例的开关变换器102和电源电压生成电路104的结构示意图；图7所示为根据本专利技术另一个实施例的开关变换器102和电源电压生成电路104的结构示意图；图8所示为根据本专利技术一个实施例的具有主动式假性负载的开关电源系统的控制方法800。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括：开关电源控制器，输出一个开关电源控制信号；开关变换器，接受所述开关电源控制信号的控制，将一输入电压转化为一输出电压；反馈电路，连接到所述开关变换器，形成反馈信号，所述反馈信号能够表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，耦接所述开关变换器，用于生成电源电压，其中，所述电源电压由所述开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成；主动式假性负载，接收所述反馈信号，所述主动式假性负载根据所述反馈信号，决定是否接入到所述电源电压和所述系统地之间。

【技术特征摘要】
1.一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括：开关电源控制器，输出一个开关电源控制信号；开关变换器，接受所述开关电源控制信号的控制，将一输入电压转化为一输出电压；反馈电路，连接到所述开关变换器，形成反馈信号，所述反馈信号能够表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，耦接所述开关变换器，用于生成电源电压，其中，所述电源电压由所述开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成；主动式假性负载，接收所述反馈信号，所述主动式假性负载根据所述反馈信号，决定是否接入到所述电源电压和所述系统地之间。2.如权利要求1所述的具有主动式假性负载的开关电源系统，其中，所述主动式假性负载包括：主动负载控制信号发生器，接收所述反馈信号，根据所述反馈信号，生成至少一个主动负载控制信号；主动负载，耦接所述主动负载控制信号发生器，接收所述至少一个主动负载控制信号，在所述至少一个主动负载控制信号提示满足主动负载工作条件时，选择性地将所述主动负载接入到电源电压和系统地之间，而在所有主动负载控制信号均提示不满足主动负载工作条件时，同电源电压和系统地断开。3.如权利要求2所述的具有主动式假性负载的开关电源系统，其中，所述主动负载控制信号发生器包括，误差放大器，接收所述反馈信号，生成误差放大信号；一组或并联多组比较器单元，每个比较器单元分别具有正相输入端，反相输入端和输出端，其中，每个正相输入端接收所述误差放大信号，每个所述反相输入端分别接收一个参考信号，每个输出端的各自输出一个主动负载控制信号，其中，在存在并联多组比较器单元时，每个参考信号各不相同，使得每个主动负载控制信号所代表的主动负载接入条件不同。4.如权利要求3所述的具有主动式假性负载的开关电源系统，其中，所述误差放大器进一步耦接所述开关电源控制器，所述开关电源控制器根据所述误差放大信号，生成所述开关电源控制信号。5.如权利要求2所述的具有主动式假性负载的开关电源系统，其中，所述主动负载控制信号发生器包括：一组或并联多组比较器单元，每个比较器单元分别具有正相输入端，反相输入端和输出端，每个正相输入端接收所述反馈信号，每个所述反相输入端分别接收一个参考信号，每个输出端的各自输出一个所述主动负载控制信号，在存在并联多组比较器单元时，每个参考信号各不相同，使得每个主动负载控制信号所代表的主动负载接入条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伊珂，
申请(专利权)人：晶艺半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51