用于开关电源中的开关的简化的初级侧控制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于开关电源、特别是初级侧受控开关电源中的开关的控制电路。在此，该控制电路包括：反馈信号接头，用于采集在所述开关电源的变压器的初级侧辅助绕组上所感应的辅助电压；供电电压接头，用于为所述控制电路提供供电电压；以及地接头，用于将所述控制电路与地电平连接；其中，所述反馈信号接头通过所述供电电压接头构成，并且所述辅助电压与所述供电电压叠加。作为替换，所述辅助绕组的电压可以与用于采集初级侧峰值电流的附加接头上的电压叠加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于开关电源、特别是初级侧受控开关电源中的开关 的控制电路。
技术介绍
开关电源被用在众多的电子设备中，以便从电网电压中产生为电子部 件供电所需的低的直流电压。在此，相对于带有电网变压器的常规电源， 开关电源在许多应用情况中得以实现，因为其从一定功率级别开始具有更 好的效率并且尤其是具有更小的空间需求。后者特别是可以归因于对高频 率的交流电而不是对电网电压进行变换，该高频率的交流电例如可以是位于20 kHz至200 kHz而不是50 Hz或60 Hz的电网频率。因为变压器所要 求的匝数与频率成反比地下降，由此使得铜耗显著减小，并且实际的变压 器变得明显更小。这种开关电源具有初级侧和次级侧，其中，变压器具有初级侧绕组和 次级侧绕组。初级侧开关与初级侧绕组连接，以-使中断通过初级侧绕组的 电流，并且该开关电源具有自由振荡电路，用于产生控制初级侧开关的开 关脉沖。为了优化效率，公知有特别是初级定时的(primargetaktete )开关电源， 其中，根据在电源的次级侧上所施加的负载来调整在高频变压器的初级侧 上通过开关(例如双极性晶体管)所产生的频率，以便调整所传输的功率。 按照特别简单的方式如下实现对于这种调整所要求的反馈在变压器上设 置附加的初级侧辅助绕组，通过该辅助绕组产生映^象电压(Bildspannung )， 该映像电压借助于辅助绕组描绘了待调整的电压在初级侧的映像。这样， 可以将在辅助绕组上测取的该电压用作调节参数。不过，为了实现所要求 的调整精度，公知的调整电路通常要么部件开销相对大、要么要求所采用 的电子组件的公差小。专利
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于开关电源中的开关 的控制电路以及一种对应的开关电源，其在所采用的电子部件复杂性降低 以及公差相对大的条件下可以改进运行参数的调整特性并提高运行参数的 灵活性。上述技术问题是通过具有独立权利要求的特征的控制电路来解决的。 本专利技术的优选扩展是从属权利要求的内容。在此，本专利技术基于如下思路不是在单独的辅助电压输入端上，而是 要么在供电/电压调整输入端、要么在峰值电流识别输入端上，进行所要求 的对变压器的消磁的识别。随后，将对于识别消磁所要求的信号与供电电 压输入端或者峰值电流识别输入端上的电压叠加。这可以按照较为简单的 方式借助于一个或多个电阻和/或电容实现。通过在供电/电压调整输入端或峰值电流识别输入端上对消；兹进行按照 本专利技术的识别，可以或者设置恒定的次级占空因数或者设置所谓的临界传 导模式(Critical Conduction Mode )。由此，开关电源的输出电流独立于在 集成的控制电路中的内部时间元件(Zeitglied)。在供电电压输入端上识别 消磁的条件下，可以如下实施用于开关电源中的开关的控制电路使得其 可以被置于仅具有三个接头的机壳中。在此，按照本专利技术的控制电路既保 证了输出电流限制，又保证了输出电压限制和过电压保护。在峰值电流识别输入端上采集变压器的消磁的替换实施方式，可以改 善控制电路的功能并且可以在4接头的机壳中实现。两种变形尤其具有如 下优点尽管存在对于集成的电阻和电容的相对大的公差，仍然可以实现 设备的输出特性曲线的令人满意的公差。在按照本专利技术的控制电路中，根据该控制电路的运行电压进行电压调 整。该运行电压是从变压器的截止电压(Sperrspannung)获得的。由此， 其与输出电压成比例，并且如果运行电压超过所确定的边界值则断开初级 侧的开关晶体管，直到再次低于该边界值。按照本专利技术的一种具有优势的实施方式，将控制电路的运行电压借助 于电容和必要时一个或多个电阻与变压器的辅助绕组的电压进行叠加。由 此，在该控制电路中可以识别在该绕组上电压的过零。因为该过零大致对 应于在变压器中不再有电流流动的时刻，因此从中可以确定再次接通开关晶体管的时刻，或者可以确定电流的持续时间，从而可以设置恒定的次级作为替换，可以将辅助线圈的电压与在一个用于采集初级峰值电流的 附加接头上的电压叠加。由此，此时可以确定在该-接头上的过零。除此之 外，工作方式与在第一实施方式中的相同。第二实施方式的优点首先在于 明显更精确的电流调整、更精确的电压调整以及绕组上电压过零的简化识 别，因为将调整电压与附加的信号叠加。按照本专利技术的另一种具有优势的实施方式，如在三接头变形中一样在 驱动输出端(接头B)上对初级峰值电流进行识别，并且将第四接头(Ip) 用于消磁识别以及同时根据输入电压匹配对于初级峰值电流的断开门限。该变形尽管具有如下的缺点初级峰值电流断开 (Primaespitzenstromabschaltung )仅有三接头变形的精度，不过却具有明显 更筒单识别消磁的优点。此外，可以在没有附加部件的条件下调整输出电、、六使得其在一个输出电压的条件下几乎独立于输入电压。通过采用依赖于供电电压Vp的Ip门限而不是固定设置的参考电压， 可以实现另一种改进。如果对于峰值电流的断开门限，在Vp上小电压(对 应于小的输出电压)的条件下比在Vp上大电压的条件下更小，则在小的输出电压条件下的输出电流与在大的输出电压的条件下的电流相比而减小。 也就是说，输出电流按照优选的方式更少地取决于输出电压。附图说明下面对照附图所示的实施方式对本专利技术作进一步的说明。类似的或者对应的细节在附图中用相同的附图标记表示。附图中图1示出了按照本专利技术的初级受控开关电源的第一实施方式的框图； 图2示出了按照本专利技术的初级受控开关电源的第二实施方式的框图； 图3示出了按照本专利技术的初级受控开关电源的第三实施方式的框图； 图4示出了图1中的控制电路的第一实施方式； 图5示出了图1中的控制电路的第二实施方式； 图6示出了图2中的控制电路的第一实施方式； 图7示出了图2中的控制电路的另一实施方式； 图8示出了图2中的控制电路的第三实施方式；图9示出了图3中的控制电路的第一实施方式； 图IO示出了图3中的控制电路的第二实施方式； 图11示出了具有按照图4的控制电路的按照图1的开关电源的模拟输 出特性曲线；图12示出了具有按照图10的控制电路的按照图3的开关电源在低输入电压条件下的模拟输出特性曲线；图13示出了具有按照图10的控制电路的按照图3的开关电源在高输入电压条件下的模拟输出特性曲线；图14示出了按照本专利技术的初级受控开关电源的另一实施方式的框图； 图15示出了按照本专利技术的初级受控开关电艰的另 一 实施方式的框图； 图16示出了按照本专利技术的初级受控开关电源的另一实施方式的框图； 图17示出了图14至16中的控制电路；图18示出了具有按照图17的控制电路的开关电源在电流调整范围中 计算的输出特性曲线；图19示出了在没有输出电压补偿的条件下对于开关电源的计算的输出 特性曲线；图20示出了对于不补偿的开关电源的计算的输出特性曲线。 具体实施例方式图1示意性示出了按照本专利技术的开关电源的第一实施方式的框图。在 此，交流电压ACiN首先通过二极管桥式电路Dl至D4被整流，并且在对应 的滤波之后送至变压器的初级侧绕组L2上。初级侧开关Q3可以响应于在 其控制接头上的控制信号来断开通过初级侧绕组L2定义的电流。在变压器 的次级侧绕组L3上产生输出电压V。ut。按照本专利技术，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于初级侧受控开关电源中的开关（Ｑ３）的控制电路，包括：　反馈信号接头，用于采集在所述开关电源的变压器的初级侧辅助绕组（Ｌ４）上所感应的辅助电压；　供电电压接头（Ｖｐ），用于为所述控制电路提供供电电压；　控制接头（Ｂ） ，用于将控制信号输出到所述开关（Ｑ３）的控制输入端上；　地接头（ＧＮＤ），用于将所述控制电路与地电平连接；　其中，所述反馈信号接头通过所述供电电压接头（Ｖｐ）构成，并且所述辅助电压与所述供电电压叠加。

【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：拉尔夫施罗德吉南特伯格格尔，
申请(专利权)人：能源系统技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]