开关稳压电源及其稳压方法技术

本发明专利技术提供了一种开关稳压电源，包括：开关部分、采样部分、反馈比较控制部分、PWM控制信号生成及放大部分、恒流源控制部分、输出滤波部分，采样部分用于承载输出滤波部分输出的一部分电流以得到反馈电压；恒流源控制部分用于控制流过采样部分的电流；反馈比较控制部分用于将反馈电压与基准电压进行比较，以产生小信号脉冲信号；PWM控制信号生成及放大部分，用于将小信号脉冲信号调制后进行放大，从而得到PWM控制信号；开关部分用于在PWM控制信号的控制下将输入电压经过脉宽调制，以提供给输出滤波部分；输出滤波部分用于对脉宽调制电压滤波后输出。本发明专利技术还提供了一种开关稳压电源的稳压方法。本发明专利技术减小了输出电压波纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路
，具体而言，涉及一种。
技术介绍
基于迟滞模式的开关稳压电源的结构通常为稳压电源的最终输出端通过电阻分压后反馈至电源控制芯片的反馈控制端从而形成控制回环来稳定所需要的实际稳压输出的。其整个控制回环的结构如图1所示，主要采用了用于开关作用的晶体管Q1，用于输出PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)开关脉冲的电源芯片，用于后端输出的滤波稳压的电感Ll及电容C2，用于采样反馈的分压电阻R1、R2等。控制芯片为了保证不会使整个控制环路产生振荡而提供一个迟滞比较电压。图1中的迟滞电压相当于Vf与的最大差值。Vref为一恒定值，Vf会随输出电压的高低而变化，因此两者会有一差值。当此差值达到控制芯片的迟滞电压值时，控制芯片才有相应的动作来控制实际输出电压V-的大小， 因此也改变了 Vf的大小，从而保证了 Vf的值约等于的值，也同时保证了 V。ut为一设计的固定输出电压。专利技术人发现通常采用的通过电阻分压来得到采样反馈电压的控制方式所设计的迟滞模式的开关稳压电源，存在实际电压纹波会随着输出电压的增大而增大的问题，这大大限制了其在实际应用的范围。专利技术人分析认为，该问题的产生原因是基于迟滞模式的开关稳压电源芯片内存在一个迟滞比较器，若比较器迟滞电压为Vhyst、反馈电压为Vf = V&、稳压电源输出为V。ut，根据理论计算知Vot中的交流部分，即实际输出电压纹波VKimE会大于等于VHYSTXV。ut/VMf。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，以解决现有技术的开关稳压电源的输出电压波纹会随着输出电压的增大而增大的问题。在本专利技术的实施例中，提供了一种开关稳压电源，包括开关部分、采样部分、反馈比较控制部分、PWM控制信号生成及放大部分、恒流源控制部分、输出滤波部分，采样部分用于承载输出滤波部分输出的一部分电流以得到反馈电压；恒流源控制部分用于控制流过采样部分的电流；反馈比较控制部分用于将反馈电压与基准电压进行比较，以产生小信号脉冲信号；PWM控制信号生成及放大部分，用于将小信号脉冲信号调制后进行放大，从而得到 PWM控制信号；开关部分用于在PWM控制信号的控制下将输入电压经过脉宽调制，以提供给输出滤波部分；输出滤波部分用于对脉宽调制电压滤波后输出。在本专利技术的实施例中，提供了一种开关稳压电源的稳压方法，开关稳压电源包括 开关部分、采样部分、反馈比较控制部分、PWM控制信号生成及放大部分、恒流源控制部分、 输出滤波部分，稳压方法包括采样部分承载输出滤波部分输出的一部分电流以得到反馈电压；恒流源控制部分控制流过采样部分的电流；反馈比较控制部分将反馈电压与基准电压进行比较，以产生小信号脉冲信号；PWM控制信号生成及放大部分将小信号脉冲信号调制后进行放大，从而得到PWM控制信号；开关部分在PWM控制信号的控制下将输入电压经过脉宽调制，以提供给输出滤波部分；输出滤波部分对脉宽调制电压滤波后输出。本实施例的因为采用了恒流源控制部分控制流过采样部分的电流来得到采样电压的反馈控制方式，所以克服了现有技术的输出电压波纹会随着输出电压的增大而增大的问题，达到了减小输出电压波纹的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1示出了常规的开关稳压电源的电路图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的开关稳压电源的示意图；图3示出了根据本专利技术一个优选实施例的开关稳压电源的电路图；图4示出了根据本专利技术另一个优选实施例的开关稳压电源的电路图；图5示出了图2的开关稳压电源的稳压方法的流程图。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。图2示出了根据本专利技术一个实施例的开关稳压电源的示意图，包括开关部分10、 采样部分20、反馈比较控制部分30、PWM控制信号生成及放大部分40、恒流源控制部分50、 输出滤波部分60，其中，采样部分20用于承载输出滤波部分60输出的一部分电流(该电流是控制信号，所以只需采样很小一部分电流，输出滤波部分输出的电流是恒电流)以得到反馈电压(该电压是动态电压)；恒流源控制部分20用于控制流过采样部分20的电流 (该电流是恒电流)；反馈比较控制部分30用于将反馈电压与基准电压进行比较，以产生小信号脉冲信号；PWM控制信号生成及放大部分40，用于将小信号脉冲信号调制后进行放大， 从而得到PWM控制信号；开关部分10用于在PWM控制信号的控制下将输入电压经过脉宽调制，以提供给输出滤波部分60 ；输出滤波部分60用于对脉宽调制电压滤波后输出。本实施例的开关稳压电源因为采用恒流源控制部分控制流过采样部分的电流来得到采样电压的反馈控制方式，所以克服了现有技术的输出电压波纹会随着输出电压的增大而增大的问题，达到了减小输出电压波纹的效果。图3示出了根据本专利技术一个优选实施例的开关稳压电源的电路图。优选地，如图3所示，开关部分为一个用作开关作用的晶体管Q1，例如采用 MOSFET (金属氧化物半导体场效应管)，其源极连接，其漏极连接，其栅极连接PWM控制信号生成及放大部分。Ql在一个优选实施例中选用型号为FDC5614P的M0SFET。优选地，如图3所示，输出滤波部分包括串联的电感器Ll和电容器C2，电感器Ll 的输入端连接开关部分Ql的输出端，电容器C2的输出端接地，电容器C2用于承载输出的电压V。ut。，该电路目的是把脉动的电压信号平滑成稳定的输出电平。优选地，如图3所示，采样部分包括串联的第一电阻Rl和第二电阻R2，第一电阻 Rl的输入端连接电感器Ll的输出端和电容器C2的输入端，第二电阻R2的输出端接地。优选地，如图3所示，恒流源控制部分包括一个运算放大器Ul和一个三极管Q2，三极管Q2的发射极连接运算放大器Ul的反向输入端和第二电阻R2的输入端，三极管Q2的集电极连接第一电阻Rl的输出端，三极管Q2的基极连接运算放大器Ul的输出端，运算放大器Ul的正向输入端连接稳定电压Vc。这可以把从运算放大器的正向输入端的稳定电压转换为流过负载电阻的稳定电流，因此此电压也控制了流入三极管集电极端的稳定电流的大小。图3中为NPN型三极管。其中，恒流源控制部分控制流过采样电阻Rl的电流，在采样电阻Rl上得到一可控的恒定电压降，此压降加上控制芯片的反馈电压Vf (其值的大小应该等于控制芯片内部的参考电压VMf)即可得到实际的输出电压V。ut。优选地，如图3所示，开关稳压电源还包括一个二极管D1，其阳极接地，其阴极连接电感器Ll的输入端。优选地，如图2所示，开关稳压电源还包括输入滤波部分70，用于将输入电压源的电压滤波后得到输入电压，提供给开关部分10。优选地，如图3所示，输入滤波部分70为一个电容器Cl，其一端连接输入电压源 Vin和开关部分Q1，另一端接地。如图3所示，所述采样部分20、反馈比较控制部分30、PWM控制信号生成及放大部分40可以由一电源控制芯片外加外围电容电阻及采样电阻构成。实际经过滤波后的输出电压通过采样电阻Rl的恒定压降后反馈至电源控制芯片内的迟滞比较器的反向输入端 (迟滞比较器的正向输入端为一基准稳压源，通过此比较器比较后的结果来调制脉冲发生器生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周正生，俞建国，陈峰，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，北京大学，北京北大方正电子有限公司，
类型：发明
国别省市：