电源变换器及其脉冲宽度调制控制器制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种ＰＷＭ控制器，包括开路检测电路，在光耦开路失效时进行输出功率限制，开路检测电路的输入端连接在该ＰＷＭ控制器的输出端，开路检测电路的输出端接到该ＰＷＭ控制器的ＰＷＭ逻辑电路；该开路检测电路包括比较器、采样电路和锁存电路，其中采样电路由ＰＷＭ控制器的内部时钟控制其采样端。本实用新型专利技术还揭示了一种电源变换器，包括上述的ＰＷＭ控制器、变压器、功率管、光耦、以及发射极驱动反激电路。采用本实用新型专利技术的技术方案，系统成本较低，并且能在光耦开路和其他导致反馈环路断开的情况下，减小电源变换器的输入功率，达到对电源变换器的保护。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及采用脉宽调制方式进行电源变换的电源管理领域，更具体地说，涉及小功率的脉宽调制控制方案，尤其是具有开路保护的PWM 控制器及采用发射极驱动的反激式电源变换电路。
技术介绍
脉冲宽度调制(PWM)技术是在电源变换领域广泛使用的技术，在实 现便携设备的适配器和充电器方案的AC-DC应用中可以用来控制和调整 输出电压和输出功率。目前的小功率电源变换器的方案可以这样来分类 第一类，变压器原边电路采用RCC分立器件形成自激控制或PWM控制器 形成的他激控制。第二类，变压器次边采用双运放电路实现恒流，电压基 准电路实现恒压，或采用电压基准电路实现恒压和三极管实现恒流。第三 类，ASIC方案，即省去光耦及副边恒压恒流控制器，只采用原边的专用集 成电路就能实现对输出电压的恒压恒流控制。第一类方案虽然简单，但缺 点也是明显的，主要有器件离散性大、效率低、无短路功能、产能低等， 故而逐渐被淘汰。ASIC方案略简单，但只有极少制造商有技术能力，由于 无严格的电压电流控制环路，故系统的紋波和噪音性都比较差，成本也较 高，故仍然不能满足高端客户的需要。第二类方案是被最广泛应用的，系 统性能能够满足多数高性能充电器方案的恒压恒流要求，环境温度的变化 对系统的性能无明显的影响，但系统成本高，电路板面积大， 一些客户望 而却步。在实际使用中，以上任何一种方案都需要加入各种保护功能如过压过 流、恒功率、短路和开路保护，来保护整个电源变换器，以免造成永久性 的损坏。例如目前已广泛使用的各种PWM控制器几乎都是第二种方案， 并且采用栅极驱动，监测PWM控制器的电源输入端来实现开路保护功能。 发射极驱动方式能减少PWM控制器的管脚，与其它PWM控制器相比， 降低了系统成本。由于其电源输入端同时是光耦反馈端，光耦开路后此端 电压下降，然后进入重启动模式，起到一定的保护效果，但是此时的输入 功率仍然较大，容易发生元件过热而出现炸机的危险，所以需要寻找新的 开路保护方法以及更好的发射极驱动方式的PWM控制器和电源变换器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有开路保护的PWM控制器及采用该PWM控制器的发射极驱动的反激式电源变换电路，该电路能在光耦开路和其他导致反馈环路断开的情况下，减小电源变换器的输入功率，达到对电 源变换器的保护。根据本技术的一方面，提供一种脉冲宽度调制(PWM)控制器， 所述PWM控制器包括开路检测电路，在光耦开路失效时进行输出功率限 制，开路检测电路的输入端连接在该PWM控制器的输出端，开路检测电 路的输出端接到该PWM控制器的PWM逻辑电路；该开路检测电路包括 比较器、采样电路和锁存电路，其中采样电路由PWM控制器的内部时钟 控制其采样端。根据本技术的一实施例，该PWM控制器，包括启动电路，与 电源输入端和输出驱动端连接，决定电源输入端在启动瞬时的门槛工作电 压和正常工作时的最低工作电压；欠压比较器，控制所述启动电路，欠压 比较器的一输入端接电源输入端，输出端连接到启动电路；时钟电路，用 于产生固定频率的方波信号；PWM逻辑电路，连接到时钟电路的输出端， 还连接到欠压比较器的输出端；误差放大器， 一输入端接电源输入端，输 出电压反馈信号；PWM比较器， 一输入端连接到误差放大器的输出端；电 流峰值比较器， 一输入端连接电流采样电阻，响应连接到输出驱动端的输 出驱动电路的电流采样信号，实现电流环路反馈；线电压补偿电路，其输 出与电流峰值比较器的输出相加，作为电流反馈信号接到PWM比较器的 另一输入端；短路检测电路，检测短路故障，输入端连接到PWM控制器 的输出端，输出接到PWM逻辑电路；开路检测电路，在光耦开路失效时 进行输出功率限制，输入端接到PWM控制器的输出端，输出接到PWM逻辑电路；参考电压与偏置电路，为该PWM控制器提供数个参考电压和 偏置电流；其中，电流反馈信号和电压反馈信号将通过PWM比较器以误 差信号的形式施加到PWM逻辑电路；PWM逻辑电路连接到时钟电路用于 响应振荡器的输出方波信号，还连接到PWM比较器接收电流峰值比较器 和误差放大器的误差信号，决定输出驱动脉冲的占空比，所述PWM逻辑 电路还响应短路检测电路、开路检测电路和欠压比较器的输出信号，并有 条件地周期性关断输出信号，来保护系统，PWM逻辑的输出接到一内部功 率器件并驱动通过连接到输出驱动端连接的外部的功率晶体管。根据本技术的一实施例，所述参考电压与偏置电路提供4个参考 电压，第一参考电压提供给欠压比较器的另一输入端；第二参考电压提供 给误差放大器的另 一输入端；第三参考电压提供给电流峰值比较器的另一 输入端；第四参考电压提供给开路检测电路。并且，第一参考电压提供给 欠压比较器的负输入端；第二参考电压提供给误差放大器的正输入端；第 三参考电压提供给电流峰值比较器的负输入端。根据本技术的一实施例，所述开路检测电路包括比较器， 一输 入端接在PWM控制器的输出端，另一输入端接收第四参考电压；采样电 路，连接到比较器的输出采样电路的控制端接到PWM控制器的时钟电路； 锁存电路，连接到采样电路的输出，锁存电路输出的电平信号连接到PWM 控制器的PWM逻辑电路。根据本技术的一实施例，所述开路检测电路包括采样电路，连接到PWM控制器的输出端，采样电路的控制端接到PWM控制器的时钟 电路；比较器， 一输入端接在采样电路的输出端，另一输入端接收第四参 考电压；锁存电路，连接到比较器的输出，锁存电路输出的电平信号连接 到PWM控制器的PWM逻辑电路。其中，所述采样电路由或门构成，或者，所述采样电路由传输门和存 储电容构成。根据本技术的另一方面，提供一种电源变换器，包括如权利要 求1至6中任一项所述的PWM控制器，变压器；功率管；光耦；以及发 射极驱动反激电路。根据本技术的一 实施例，所述发射极驱动反激电路包括一组电阻、 电容和电压基准电路。本技术的PWM控制器及反激式电源变换电路采用发射极驱动， 系统成本较低，并且能在光耦开路和其他导致反馈环路断开的情况下，减 小电源变换器的输入功率，达到对电源变换器的保护。附图说明本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将在以下结合附图 和实施例进一步描述，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其 中，图1是本技术的电源变换器的一实施例的电路图；图2是本技术的PWM控制器的一实施例的电路框图；图3是本技术的PWM控制器的开路检测电路的一实施例电路框图；图4是本技术的PWM控制器的开路检测电路的另一实施例的电 路框图；图5是图3、 4所示的实施例的主要信号的波形曲线； 图6是本技术的PWM控制器的开路检测电路的一实施例的具体 电路图；图7是本技术的PWM控制器的开路检测电路的另一实施例的具 体电路图。具体实施方式PWM控制器本技术首先是提供一种脉冲宽度调制(PWM)控制器，该PWM 控制器包括开路检测电路，在光耦开路失效时进行输出功率限制，该开路 检测电路的输入端连接在该PWM控制器的输出端，开路检测电路的输出 端接到该PWM控制器的PWM逻辑电路；该开路检测电路包括比较器、采样电路和锁存电路，其中采样电路由PWM控制器的内部时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲宽度调制ＰＷＭ控制器，其特征在于，所述ＰＷＭ控制器包括开路检测电路，在光耦开路失效时进行输出功率限制，　　　　开路检测电路的输入端连接在该ＰＷＭ控制器的输出端，开路检测电路的输出端接到该ＰＷＭ控制器的ＰＷＭ逻辑电路；　　　　该开路检测电路包括比较器、采样电路和锁存电路，其中采样电路由ＰＷＭ控制器的内部时钟控制其采样端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭弢，
申请(专利权)人：BCD半导体制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：VG[英属维尔京群岛]