动态电压尖峰吸收电路及具有其的开关电源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种动态电压尖峰吸收电路及具有其的开关电源电路。动态电压尖峰吸收电路包括：电压尖峰吸收模块，电性耦接于第一电路中第一开关的第一端和第二端；动态调整模块，包括开关单元和输出检测控制单元；第一电阻，与开关单元串联，其整体再与电压尖峰吸收模块电性连接于第一并联节点和第二并联节点；输出检测控制单元与开关单元连接并电性耦接至第一电路的输出端，动态调整模块根据第一电路的输出电压控制第一电阻与电压尖峰吸收模块之间的电性连接或电性断开。本实用新型专利技术可根据输出电压动态地控制第一电阻与电压尖峰吸收模块之间的电性连接或电性断开，从而减少电压尖峰吸收模块部分电路的损耗。电压尖峰吸收模块部分电路的损耗。电压尖峰吸收模块部分电路的损耗。

【技术实现步骤摘要】
动态电压尖峰吸收电路及具有其的开关电源电路


[0001]本技术涉及开关电源
，特别是涉及一种动态电压尖峰吸收电路及具有其的开关电源电路。

技术介绍

[0002]USB PD(Power Deliver)协议是USB IF协会制定的USB充电标准与技术，是目前主流的快充协议之一，被广泛应用在各种设备的电源上。
[0003]在USB PD 3.1的设计中，因为采用了零电压开关(ZVS，Zero Voltage Switch)电路，在正常工作时，副边同步整流电路(SR，Synchronous Rectifier)的开关电压应力较低，但是在启动过程中因为ZVS状态不稳定，副边SR会出现短暂的较高的电压尖峰。现有技术一般是增加一个电压尖峰吸收电路来吸收电压尖峰，以保护相应的开关元件。
[0004]如图1所示，其示意性地示出了现有技术的一种电压尖峰吸收电路(VSSC，Voltage Spike Suppression Circuit)，其例如可由吸收电阻R
S
、吸收电容C2和吸收二极管D1组成，并电性耦接于一开关电源电路的副边SR的第一开关Q1的两端，其中副边SR还可包括变换器的副边绕组Ns和整流电容C1。在图1中，为了图面整洁，省略了开关电源电路的原边电路。通过吸收电阻R
S
、吸收电容C2和吸收二极管D可以吸收第一开关Q1的电压尖峰，例如，加大吸收电容C2或者减小吸收电阻R
S
都可以起到更好的吸收作用。但是，此部分电压尖峰吸收电路VSSC是一直在工作，所以一直存在损耗。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种动态电压尖峰吸收电路及具有其的开关电源电路，可以有效解决现有技术的至少一缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供一种动态电压尖峰吸收电路，其包括：电压尖峰吸收模块，电性耦接于第一电路中第一开关的第一端和第二端；动态调整模块，包括开关单元和输出检测控制单元；第一电阻，与所述开关单元串联，其整体再与所述电压尖峰吸收模块电性连接于第一并联节点和第二并联节点；其中，所述输出检测控制单元与所述开关单元连接并电性耦接至所述第一电路的输出端，所述动态调整模块根据所述第一电路的输出电压控制所述第一电阻与所述电压尖峰吸收模块之间的电性连接或电性断开。
[0007]在本技术的一些实施例中，在所述第一电路处于启动模式时，所述开关单元导通，所述第一电阻电性连接至所述电压尖峰吸收模块；在所述第一电路处于稳态工作模式时，所述开关单元关断，所述第一电阻与所述电压尖峰吸收模块电性断开。
[0008]在本技术的一些实施例中，所述开关单元包括第二开关，所述第二开关的第一端电性耦接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端电性耦接至所述第一并联节点，所述第二开关的第二端电性耦接至所述第二并联节点，所述第二开关的控制端电性耦接至所述输出检测控制单元。
[0009]在本技术的一些实施例中，所述第二开关为N型MOSFET或NPN型晶体管。
[0010]在本技术的一些实施例中，所述输出检测控制单元包括第一稳压管、第二电阻、第三电阻以及第三开关，所述第一稳压管的阴极电性耦接至所述第一电路的所述输出端，所述第一稳压管的阳极与所述第二电阻和所述第三电阻串联连接至所述第三开关的第一端，所述第三开关的第二端电性耦接至所述开关单元的所述第二开关的所述控制端，所述第三开关的控制端电性耦接至所述第二电阻和所述第三电阻的公共节点。
[0011]在本技术的一些实施例中，所述输出检测控制单元包括比较器、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端串联连接且其串联连接的公共节点电性耦接至所述比较器的反相输入端，所述比较器的同相输入端电性耦接至一基准电压，所述第四电阻的第二端电性耦接至所述第一电路的所述输出端，所述第五电阻的第二端电性耦接至所述比较器的电源负端，所述比较器的电源正端电性耦接至一电源电压，所述第六电阻电性耦接于所述比较器的电源正端与所述比较器的输出端之间，所述比较器的输出端电性耦接至所述开关单元的所述第二开关的所述控制端。
[0012]在本技术的一些实施例中，所述输出检测控制单元包括运算放大器、第四电阻以及第五电阻，所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端串联连接且其串联连接的公共节点电性耦接至所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的同相输入端电性耦接至一基准电压，所述第四电阻的第二端电性耦接至所述第一电路的所述输出端，所述第五电阻的第二端电性耦接至所述运算放大器的电源负端，所述运算放大器的电源正端电性耦接至一电源电压，所述运算放大器的输出端电性耦接至所述开关单元的所述第二开关的所述控制端。
[0013]在本技术的一些实施例中，所述动态电压尖峰吸收电路还包括：保护模块，其包括第七电阻以及第二稳压管，所述第七电阻的第一端电性耦接至所述第一并联节点，所述第七电阻的第二端电性耦接至所述第二开关的所述控制端，所述第二稳压管的阴极电性耦接至所述第七电阻和所述第二开关的所述控制端连接的公共节点，所述第二稳压管的阳极电性耦接至所述第二并联节点。
[0014]在本技术的一些实施例中，所述电压尖峰吸收模块包括一吸收二极管、一吸收电容以及一吸收电阻，其中所述吸收二极管的阳极电性耦接于所述第一开关的所述第一端，所述吸收电容与所述吸收电阻并联连接于所述第一并联节点和第二并联节点，所述第一并联节点电性耦接至所述吸收二极管的阴极，所述第二并联节点电性耦接至所述第一开关的所述第二端；所述第一电阻与所述开关单元串联，其整体再与所述吸收电阻并联连接。
[0015]在本技术的一些实施例中，所述第一电路为一开关电源电路的副边同步整流电路，所述副边同步整流电路包括变换器副边绕组、整流电容以及所述第一开关，其中所述整流电容与所述第一开关连接的公共节点接地，所述整流电容与所述变换器副边绕组的公共节点电性耦接至所述第一电路的所述输出端。
[0016]为了实现上述目的，本技术还提供一种开关电源电路，其中，所述开关电源电路包括变换器、位于所述变换器的原边侧的原边电路、以及位于所述变换器的副边侧的副边同步整流电路，所述副边侧还具有如上所述的动态电压尖峰吸收电路。
[0017]本技术通过动态调整模块，可以根据输出电压动态地控制第一电阻与电压尖峰吸收模块之间的电性连接或电性断开，例如，在启动过程(即处于启动模式)中通过控制第一电阻与电压尖峰吸收模块之间电性连接，可以控制副边SR上的电压应力；而在稳态工
作(即处于稳态工作模式时)时，通过控制第一电阻与电压尖峰吸收模块电性断开，可以减弱电压尖峰吸收电路的作用，从而减少电压尖峰吸收模块部分电路的损耗。
[0018]本技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本技术的实践而习得。
附图说明
[0019]通过参照附图详细描述其示例实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，包括：电压尖峰吸收模块，电性耦接于第一电路中第一开关的第一端和第二端；动态调整模块，包括开关单元和输出检测控制单元；第一电阻，与所述开关单元串联，其整体再与所述电压尖峰吸收模块电性连接于第一并联节点和第二并联节点；其中，所述输出检测控制单元与所述开关单元连接并电性耦接至所述第一电路的输出端，所述动态调整模块根据所述第一电路的输出电压控制所述第一电阻与所述电压尖峰吸收模块之间的电性连接或电性断开。2.根据权利要求1所述的动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，在所述第一电路处于启动模式时，所述开关单元导通，所述第一电阻电性连接至所述电压尖峰吸收模块；在所述第一电路处于稳态工作模式时，所述开关单元关断，所述第一电阻与所述电压尖峰吸收模块电性断开。3.根据权利要求2所述的动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述开关单元包括第二开关，所述第二开关的第一端电性耦接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端电性耦接至所述第一并联节点，所述第二开关的第二端电性耦接至所述第二并联节点，所述第二开关的控制端电性耦接至所述输出检测控制单元。4.根据权利要求3所述的动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述第二开关为N型MOSFET或NPN型晶体管。5.根据权利要求3所述的动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述输出检测控制单元包括第一稳压管、第二电阻、第三电阻以及第三开关，所述第一稳压管的阴极电性耦接至所述第一电路的所述输出端，所述第一稳压管的阳极与所述第二电阻和所述第三电阻串联连接至所述第三开关的第一端，所述第三开关的第二端电性耦接至所述第二开关的所述控制端，所述第三开关的控制端电性耦接至所述第二电阻和所述第三电阻的公共节点。6.根据权利要求3所述的动态电压尖峰吸收电路，其特征在于，所述输出检测控制单元包括比较器、第四电阻、第五电阻以及第六电阻，所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端串联连接且其串联连接的公共节点电性耦接至所述比较器的反相输入端，所述比较器的同相输入端电性耦接至一基准电压，所述第四电阻的第二端电性耦接至所述第一电路的所述输出端，所述第五电阻的第二端电性耦接至所述比较器的电源负端，所述比较器的电源正端电性耦接至一电源电压，所述第六电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦，许道飞，祁健，吴韬，章进法，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：新型
国别省市：