开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路制造技术

本实用新型专利技术提供开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，包括最大导通占空比限制斜坡补偿模块；反馈电压输入比较器的正端，比较器的输出连接触发器的复位端，时钟模块产生的时钟脉冲的输入所述触发器的置位端；所述触发器的输出连接驱动模块；驱动模块连接功率开关管，用于驱动功率开关管的开通或关闭；最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出连接加法器的一个输入端，原边电感电流感应电压连接所述加法器的另一个输入端；所述加法器的输出点连接比较器的负端；所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块，用于当功率开关管的最大导通占空比大于设定值时，增大补偿电压，强制比较器翻转。本实用新型专利技术提供的电路比现有技术结构简单，易于实现。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关电源
，特别涉及一种开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路。
技术介绍
开关电源中，特别是带变压器隔离的开关电源中，通常需要对功率开关管的最大 导通占空比进行限制。开关电源中的功率开关管的导通和关闭由开关电源中的控制器控 制。以P丽控制器为例，P丽控制器输出固定频率信号，通过改变输出开关信号的导通时间 控制功率开关管的导通或关闭。 功率开关管的导通周期为T，导通时间为T。n，关断时间为T。ff，其中T = T。n+T。ff 。功 率开关管的导通占空比定义为D = T。n/T。无论是在开关电源的瞬态响应中或稳态工作时， 都需要对功率开关管的最大导通占空比D^进行限制。如果最大导通占空比太大，会导致 变压器磁通不平衡，引起磁芯饱和以致消磁。由于饱和的磁芯不能承受电压，当功率开关管 导通时，功率开关管将承受很大的电压和电流，这样容易导致功率开关管损坏。同时在某些 瞬态响应下，太大的导通占空比会导致输入过多能量，引起系统炸机。 参见图l，该图为现有技术中电流模式反激开关电源的原理图。 开关电源100包含P丽控制器101。输入的交流电压Vac通过整流桥102和输入 滤波电容103得到输入电压Vin。系统启动时通过启动电阻104对P丽控制器101的电源 电压VCC供电。 变压器由原边绕组105、副边绕组106和辅助绕组107构成。 功率开关管108的导通和关断控制变压器中的能量存储。当功率开关管108导通 时，原边绕组105导通，磁芯存储能量，电阻109感应原边绕组105的电流。当功率开关管 108关闭时，原边绕组105关断，磁芯存储的能量向副边绕组106和辅助绕组107传送。辅 助绕组106的电流通过二极管110整流，向P丽控制器101的电源电压VCC供电。副边绕 组106的电流通过二极管112整流和电感113、电容114滤波后向负载电阻115提供能量。 为了保持输出电压Vout的恒定，采用第一反馈分压电阻116和第二反馈分压电阻 117，误差放大器118和光耦合器120构成反馈环路。电容119补偿反馈环路以确保环路的 稳定性。光耦合器120实现了原边和副边的电隔离，并向P丽控制器101提供误差放大器 118的输出。 电流感应电阻109向P丽控制器101提供原边电感电流感应电压Vcs。 P丽控制 器101内部通过斜坡补偿模块123对Vcs进行斜坡补偿，以保证系统输出稳定。时钟模块 121产生时钟脉冲对RS触发器126置位，触发器126输出开关信号128。原边电感电流感 应电压Vcs和反馈电压V^的比较输出送入RS触发器126的复位端，触发器126输出开关 信号128。 RS触发器126的输出信号作为与门127的其中一个输入。而与门127的另一个 输入为时钟模块121产生的时钟最大占空比信号129。 当比较器125的负端输入电压过低或反馈电压V^过高时，功率开关管的导通占空比大于系统设定的最大导通占空比时，由时钟最大占空比信号129使与门127输出为低，驱 动模块关断功率开关管108，实现输出功率开关管108最大导通占空比的限制。 上述提供的电路，需要时钟模块121产生时钟最大占空比信号129，同时还需要一 个与门电路控制功率开关管的最大导通占空比。这种电路结构复杂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种开关电源中功率开关管最大导通占空 比的限制电路，电路结构简单。 本技术实施例提供一种开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路， 包括最大导通占空比限制斜坡补偿模块； 反馈电压输入比较器的正端，比较器的输出连接触发器的复位端，时钟模块产生 的时钟脉冲的输入所述触发器的置位端；所述触发器的输出连接驱动模块；所述驱动模块 连接功率开关管，用于驱动功率开关管的开通或关闭； 所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出连接加法器的一个输入端，所述原 边电感电流感应电压连接所述加法器的另一个输入端；所述加法器的输出点连接比较器的 负端； 所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块，用于当功率开关管的最大导通占空比大 于设定值时，增大补偿电压，强制比较器翻转。 优选地，所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块包括凍一PMOS管、第二PMOS管、 第一 NMOS管、第二 NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、监测单元和锯齿波产生单元； 所述监测单元，用于监测功率开关管的最大导通占空比，当功率开关管的最大导 通占空比大于设定值时，导通第二 NMOS管； 第一 PMOS管的栅极与第二 PMOS管的栅极相连，第一 PMOS管的源极和第二 PMOS 管的源极相连后接电源； 第二 PMOS管的漏极通过第三电阻接地； 所述第一 PMOS管的栅极和漏极短接； 所述第一 NMOS管的漏极连接第一 PMOS管的漏极，所述第一 NMOS管的栅极连接锯齿波产生单元的输出，所述第一 NMOS管的源极连接第二 NMOS管的漏极； 所述第二 NMOS管的栅极连接监测单元的输出，第二 NMOS管的源极通过第二电阻接地； 所述第一电阻连接在第二 NMOS管的漏极和源极之间； 第二PMOS管的漏极作为所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出。 优选地，所述触发器为RS触发器。 优选地，所述触发器为D触发器。 优选地，所述功率开关管为三极管、MOS或绝缘栅双极型晶体管IGBT。 本技术实施例还提供一种开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，包括最大导通占空比限制斜坡补偿模块； 原边电感电流感应电压输入比较器的负端，比较器的输出连接触发器的复位端， 时钟模块产生的时钟脉冲的输入所述触发器的置位端；所述触发器的输出连接驱动模块；所述驱动模块连接功率开关管，用于驱动所述功率开关管的开通或关闭； 所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出连接减法器的一个输入端，反馈电压连接所述减法器的另一个输入端；所述减法器的输出点连接比较器的正端； 所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块，用于当功率开关管的最大导通占空比大于设定值时，增大补偿电压，强制比较器翻转。 优选地，所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块包括凍一PM0S管、第二PM0S管、第一 NM0S管、第二 NM0S管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、监测单元和锯齿波产生单元； 所述监测单元，用于监测功率开关管的最大导通占空比，当功率开关管的最大导通占空比大于设定值时，导通第二 NM0S管； 第一 PM0S管的栅极与第二 PM0S管的栅极相连，第一 PM0S管的源极和第二 PM0S管的源极相连后接电源； 第二 PM0S管的漏极通过第三电阻接地； 所述第一 PM0S管的栅极和漏极短接； 所述第一 NM0S管的漏极连接第一 PM0S管的漏极，所述第一 NM0S管的栅极连接锯齿波产生单元的输出，所述第一 NM0S管的源极连接第二 NM0S管的漏极； 所述第二 NM0S管的栅极连接监测单元的输出，第二 NM0S管的源极通过第二电阻接地； 所述第一电阻连接在第二 NM0S管的漏极和源极之间； 第二PMOS管的漏极作为所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出。 优选地，所述触发器为RS触发器。 优选地，所述触发器为D触发器。 优选地，当所述功率开关管为三极管时，所述驱动模块连接三极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其特征在于，包括最大导通占空比限制斜坡补偿模块；　　　　反馈电压输入比较器的正端，比较器的输出连接触发器的复位端，时钟模块产生的时钟脉冲的输入所述触发器的置位端；所述触发器的输出连接驱动模块；所述驱动模块连接功率开关管，用于驱动功率开关管的开通或关闭；　　　　所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出连接加法器的一个输入端，所述原边电感电流感应电压连接所述加法器的另一个输入端；所述加法器的输出点连接比较器的负端；　　　　所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块，用于当功率开关管的最大导通占空比大于设定值时，增大补偿电压，强制比较器翻转。

【技术特征摘要】
一种开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其特征在于，包括最大导通占空比限制斜坡补偿模块；反馈电压输入比较器的正端，比较器的输出连接触发器的复位端，时钟模块产生的时钟脉冲的输入所述触发器的置位端；所述触发器的输出连接驱动模块；所述驱动模块连接功率开关管，用于驱动功率开关管的开通或关闭；所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出连接加法器的一个输入端，所述原边电感电流感应电压连接所述加法器的另一个输入端；所述加法器的输出点连接比较器的负端；所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块，用于当功率开关管的最大导通占空比大于设定值时，增大补偿电压，强制比较器翻转。2. 根据权利要求1所述的开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其特征 在于，所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块包括第一 PM0S管、第二 PM0S管、第一 NM0S 管、第二 NM0S管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、监测单元和锯齿波产生单元；所述监测单元，用于监测功率开关管的最大导通占空比，当功率开关管的最大导通占 空比大于设定值时，导通第二 NM0S管；第一 PM0S管的栅极与第二 PM0S管的栅极相连，第一 PM0S管的源极和第二 PM0S管的 源极相连后接电源；第二 PM0S管的漏极通过第三电阻接地；所述第一 PM0S管的栅极和漏极短接；所述第一 NM0S管的漏极连接第一 PM0S管的漏极，所述第一 NM0S管的栅极连接锯齿波 产生单元的输出，所述第一 NM0S管的源极连接第二 NM0S管的漏极；所述第二 NM0S管的栅极连接监测单元的输出，第二 NM0S管的源极通过第二电阻接地；所述第一电阻连接在第二NMOS管的漏极和源极之间； 第二PMOS管的漏极作为所述最大导通占空比限制斜坡补偿模块的输出。3. 根据权利要求1或2所述的开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其 特征在于，所述触发器为RS触发器。4. 根据权利要求1或2所述的开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其 特征在于，所述触发器为D触发器。5. 根据权利要求1所述的开关电源中功率开关管最大导通占空比的限制电路，其特征 在于，所述功率开关管为三极管、MOS或绝缘栅双极型晶体管IGBT。6. —种开关电源中功率开关管最大导通...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佳，陈超，季红霞，
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：KY[开曼群岛]