具有改进结构的开关电源调节器制造技术

一种具有改进结构的开关电源调节器，系在开关电源传统采用的输出反馈环调节器中的运算放大器的正、负输入端间设一箝位器和在其控制给定输入回路的分压接点上接设一偏置电路，这便完全消除开关电源边界条件工作（单机空载工作状态时进行软件开关机操作或整机系统空载工作状态进行整流器手动开关机操作）时出现输出过高而导致关机故障。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种开关电源调节器，具体地说，是一种可以消除开关电源边界条件工作(即单机空载工作状态进行软件开关机或整机系统空载工作状态进行整流器手动开关机)时输出过高的反馈环调节器。一般常用的开关电源电压反馈环调节器(后接电流内环电路)如附图说明图1所示，该调节器1设有给定值输入端12、反馈量输入端10和调节输出端14，开关电源中的控制给定单元对调节器1的输入端12输入给定电压Vg和由其输出采样单元向反馈量输入端10输入反馈电压Vf，经调节器1的误差运算后由输出端14输出Vout电压，使脉宽调制(PWM)单元改变脉宽去控制开关电源输出电压，使处于稳定状态。由图1可见，调节器1包括运算放大器D1和由电阻R3和电阻R2串联而成的控制给定输入回路，电阻R3的自由端接给定值输入端12，而电阻R2的自由端接控制给定输入回路的接地端11，并自它们的分压接点13经电阻R1与该运算放大器D1的负输入端连接，又自给定值输入端12和反馈量输入端10分别由电阻R4和电阻R5与该运算放大器D1的正输入端连接，还有由电阻Rf和电容C1串联成的负反馈网络连接该运算放大器D1的负输入端和输出端14，实际上它是一只比例一积分型调节器，其性能参数有宽广的调节范围，对简化控制系统的设计、调试和参数整定提供了方便，特别是其低频特性几乎能使系统成为无静差的调节系统，这些特点，对开关电源而言，当整流器处于稳定工作状态时，调节器1输出电压恒定，整流器的输出电压保持不变；当开关电源输出电压变化时，输出反馈电压Vf也发生改变，但是，给定电压Vg并未变化，因此，调节器1根据产生的误差电压调整其输出电压Vout，从而改变脉宽调制单元的输出脉宽，使开关电源输出电压保持稳定。但实用中，在单机空载工作状态进行软件开关机操作或整机系统空载工作状态进行整流器开关机操作时，单机或整机系统会出现输出电压过高的现象，导致单机或整机系统不能正常工作。然而，在上述状态下，电网电压并没有发生变化，因此，只有调节器1自身的原因使输出电压增加，才改变脉宽调制单元的输出脉宽，以致出现开关电源输出电压增高的现象。从电路的工作状况来看，尽管此时整流器的给定电压Vg为零，但由于并联输出的关系，整流器的反馈电压Vf仍然保持不变。当调节器1工作在上述状态时，运算放大器D1的正、负输入端电压均在零伏左右，尽管调节器1的负输入端的电平比正输入端的电平略高，但运算放大器D1先输出低电平，然后又输出高电平，运算放大器D1处于不稳状态，不能保证输出电压的稳定。查阅相关器件手册可知，运算放大器D1的正、负输入端的电压处于其要求输入电压的边界范围，因此，不能保证其处于稳定工作状态。本技术的目的在于提供一种具有改进结构的开关电源调节器，使之可以消除开关电源边界条件工作时出现输出电压过高而导致关机的故障。为达到上述目的，本技术的技术解决方案是本技术适用的开关电源调节器以传统的反馈环调节器为基础，对其输入回路加以改进，使其运算放大器的正、负输入端电压由零伏左右调整为一固定电压；且此电压被限定在该运算放大器的输入工作范围之内，使开关机操作时，调节器工作稳定。如上所述，本技术是这样实现的，其包括用于开关电源的常用型调节器，如图1所示的输出反馈环调节器，该调节器中含有一运算放大器、和设有给定值输入端、控制给定输入回路中的分压接点与其接地端，特点是，还在运算放大器的正、负输入端间设箝位器和在该控制给定输入回路的分压接点上接设一偏置电路。这样，该运算放大器的正、负输入端被限定在某一固定电压，此电压被严格控制在该运算放大器工作范围之内，使当开关电源边界条件工作时，不会出现因输出过高而导致关机的故障。进一步，上述的箝位器是在该运算放大器的正、负输入端并联一对反接的二极管，且该二极管均为极间电容≤2.0pF和反向电流≤5.0μA，这进一步明确该运算放大器的正、负输入端间电压差被箝位在一个二极管的正向压降之内。又上述的偏置电路包括一只电阻分压器，且其分压接点与该控制给定输入回路的分压接点之间接入一只偏置导入二极管，且该电阻分压器的分压点的电压为1.9伏，分压电阻R6为2KΩ,R7为1KΩ；另，控制给定输入回路中的给定值输入端与它的接地端可以互换接设。最后，还要指出，输入本技术的给定量是给定电压Vg，输入的反馈校正量是反馈电压Vf，但也可以相应分别输入给定电流Ig和反馈电流If，即本技术除可以消除在边界条件下输出电压过高的现象，也可消除在边界条件下输出电流过高的现象。本技术的积极效果由于引入了偏置电路和箝位器，运算放大器输入端电压的大小将由偏置电路和箝位器决定，运算放大器的正、负输入端电压将由零伏左右调整为一固定电压，此电压被严格控制在运算放大器的输入工作电压范围之内，确保了调节器处于稳定的工作状态。给定电压仍然为零，反馈电压保持为输出电压，但调节器输出稳定的低电平，脉宽调制单元的输出脉宽不会增加，即在单机空载状态软件关机或整机系统空载状态整流器开关机操作时，开关电源输出电压或电流过高导致关机的现象被彻底消除。本技术的附图简单说明如下图1为常用开关电源电压反馈环调节器电路原理图。图2为本技术的电路原理图。图3为本技术另一实施的电路原理图。下面根据图2和图3分别给出本技术两个较好实施例，以使能更好地说明本技术的技术特征、功能，而不是用来限制本技术的权利要求范围。实施例1如图2所示，本技术的开关电源调节器，包括用于开关电源的传统型的输出反馈环调节器1，它系以运算放大器D1为主体，本实施例中，我们采用LM358型集成电路块。为了消除开关电源边界条件下工作(即在单机空载工作状态进行软件开关机操作或整机系统空载工作状态进行整流器开关机操作)时出现输出高而导致关机故障，在该调节器1中的运算放大器D1的正、负输入端问设置一箝位器2和在其控制给定输入回路的分压点13上设置一偏置电路3，使运算放大器D1的正、负输入端电压由零伏左右调整为一固定电压；且此电压被严格控制在运算放大器D1的输入工作范围之内；在本实施例中，箝位器2由一对反接二极管VD2、VD3构成，它们并联连接在该运算放大器D1的正、负输入端之间，该二极管VD2和二极管VD3都为小功率平面型开关二极管(型号1N4148)，它们的极间电容为2pF，反向电流5μA。而本实施例中的偏置电路3采用由电阻R6和电阻R7组成的分压器和一只偏置导入二极管VD4构成，偏置电源为+5伏，R6=2KΩ,R7=1KΩ,VD4为平面型二极管(型号1N4148)，这样，使运算放大器D1的正、负极间的输入电压处于其允许的输入工作范围之内，从而确保开关电源在边界条件下正常工作。本实施例之开关电源调节器，其输入反馈电压Vf由反馈量输入端10输入经电阻R5至运算放大器D1之正输入端，给定电压Vg由给定值输入端12输入经电阻R4至运算放大器D1之正输入端和经由由电阻R3、电阻R2串联成的控制给定输入回路，电阻R3之自由端接给定值输入端12和电阻R2之自由端接其接地端11，且它们的分压接点13经电阻R1连接该运算放大器D1的负输入端。实施例2如图3所示之本技术的开关电源调节器，其与实施例1之差别仅在于把控制给定输入回路的原给定值输入端12处改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有改进结构的开关电源调节器，包括输出反馈环调节器（１），该调节器（１）中含有运算放大器Ｄ↓［１］、和设有给定值输入端（１２）、控制给定输入回路中的分压接点（１３）与接地端（１１），其特征在于，还在该运算放大器Ｄ↓［１］的正、负输入端间设箝位器（２）和在该控制给定输入回路的分压接点（１３）上接设一偏置电路（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，胡先红，
申请(专利权)人：深圳市中兴通讯股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[]