改善开关电源系统输出特性的方法和电路技术方案

一种开关电源，包括变压器，具有用于耦合一个输入功率源的原边绕组、用于提供开关电源输出电压的副边绕组、和一个辅助绕组；功率开关，与所述原边绕组耦合；原边控制电路，与所述辅助绕组及功率开关耦合，所述原边控制电路通过控制所述功率开关响应一个代表开关电源输出的反馈电压信号，来调节开关电源的输出；副边控制电路，与所述副边绕组耦合，当开关电源的输出电压高于第一参考电压时，引起开关电源的输出电压放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源系统(SMPS).特别是本专利技术涉及改善开关电源系统输出特性的方法和电路。仅仅通过举例的方式，本专利技术已经应用于减少脉冲宽度调节的输出电压过冲(PMW)或开关电源系统的脉冲频率调节(PFW).本专利技术更广泛的适用性将被认识。
技术介绍
开关电源具有体积小，效率高以及电流大的优点，广泛应用于手机充电器和电脑适配器以及其他领域中。近些年，绿色电源被重视，需要高换能效率尤其是低备用功率消耗量。然而，在一定运行条件下，举个例子，当开关电源从重负载到低负载或者从低负载到无载变化，输出量能够过冲。这可能导致输出不稳定和能量损失。鉴于以上所述，我们需要的是一个有效的技术来减少输出电压过冲或者在负载瞬 变过程中或开关电源的动态负荷变化中的过压。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种开关电源的相关技术，以减少输出电压过冲，或者在开关电源的动态负载或负载瞬变时的过压。本专利技术提供一种开关电源，包括变压器，具有用于耦合一个输入功率源的原边绕组、用于提供开关电源输出电压的副边绕组、和一个辅助绕组；功率开关，与所述原边绕组耦合；原边控制电路，与所述辅助绕组及功率开关耦合，所述原边控制电路通过控制所述功率开关响应一个代表开关电源输出的反馈电压信号，来调节开关电源的输出；副边控制电路，与所述副边绕组耦合，当开关电源的输出电压高于第一参考电压时，引起开关电源的输出电压放电。在具体实施例中，所述副边控制电路包括一放电控制电路，所述放电控制电路具有与所述开关电源的输出电压稱合的电源端，所述放电控制电路产生一放电信号。在一实施例中，在副边发生放电时，所述放点控制电路能够提供一个信号引起原边控制电路临时停止调节开关电源的输出。在一实施例中，所述放电控制电路包括一比较器，该比较器具有与第二参考电压连接的反向输入端，与第三参考电压连接的正向输入端，以及与所述开关电源输出连接的电源端，其中所述第三参考电压低于第二参考电压。在一实施例中，所述放电控制电路还包括连接于所述放电控制电路的电源端与地之间的第一晶体管，所述第一晶体管还具有与所述比较器输出连接的控制端。在一实施例中，所述放电控制电路还包括连接于所述放电控制电路的电源端与所述比较器输出之间的第二晶体管。在一实施例中，所述第二晶体管受控于第一和第二触发器，所述第一触发器接入一指示所述开关电源输出电压高于所述第一参考电压的信号，所述第二触发器接入一延迟信号。在一实施例中，所述放电控制电路防止输出电压放电至所述第二参考电压。在一实施例中，所述原边控制电路是一 PWM控制器。在一实施例中，所述原边控制电路是一 PFM控制器。本专利技术还提供一种控制开关电源的三端子装置，包括第一端子，与所述开关电源的输出耦合；第二端子，与所述开关电源副边的地耦合；第三端子，与所述开关电源的副边绕组耦合； 放电控制电路，与所述第一端子耦合，当所述第一端子上的电压高于第一参考电压，所述放电控制电路产生一放电信号使得第一端子上的电压向第二端子放电。在具体实施例中，所述放电控制电路包括一比较器，该比较器具有与第二参考电压连接的反向输入端，与第三参考电压连接的正向输入端，以及与所述开关电源输出连接的电源端，其中所述第三参考电压低于第二参考电压。在一实施例中，所述放电控制电路还包括连接于所述第一端子与第二端子的第一晶体管，所述第一晶体管还具有与所述比较器输出连接的控制端。在一实施例中，所述放电控制电路还包括连接于所述第一端子与所述比较器输出的第二晶体管。在一实施例中，所述第二晶体管受控于第一和第二触发器，所述第一触发器接入一指示所述开关电源输出电压高于所述第一参考电压的信号，所述第二触发器接入一延迟信号。本专利技术还提供一种控制开关电源输出的方法，所述开关电源包括变压器，所述变压器具有与一功率开关连接的原边绕组、提供输出的副边绕组、以及辅助绕组，该方法包括在所述变压器的原边，通过控制所述功率开关响应一个代表开关电源输出的反馈电压信号，来调节开关电源的输出；在所述变压器的副边，当开关电源的输出电压高于第一参考电压时，引起开关电源的输出电压放电。在具体实施例中，该方法还包括产生一放电信号进行放电。在一实施例中，产生所述放电信号包括当开关电源的输出电压高于第一参考电压进行检测，并且将检测结果与一延迟信号及一时钟信号结合。在一实施例中，该方法还包括提供一放电控制电路，所述放点控制电路包括一比较器，该比较器具有与第二参考电压连接的反向输入端，与第三参考电压连接的正向输入端，以及与所述开关电源输出连接的电源端，其中所述第三参考电压低于第二参考电压。在一实施例中，所述放电控制电路还包括连接于所述放电控制电路的电源端与地之间的第一晶体管，所述第一晶体管还具有与所述比较器输出连接的控制端。在一实施例中，该方法还包括在副边发生放电时，在原边临时停止调节开关电源的输出。在各种实施方案中，本专利技术涉及了检测开关电源输出的过冲或者过压条件，以及在副边对输出电压的放电。在一些实施例中，当系统输出电压高于预定值，一个放电信号弓I起输出电压放电。在开关电源的动态负载或负载瞬变条件下，输出过冲或者过压因此可以减少。附图说明图I是应用本专利技术的典型反激式开关电源系统基本原理框架图；图2是一具体实施例的本专利技术副边控制电路框架原理图；图3是本专利技术一实施例提供的过压放电电路的电路示意图；图4是本专利技术一实施例提供的放电控制信号DISCHARGE运行的电路示意图；图5是本专利技术一实施例产生OVP信号的电路简单示意图；图6是图2中副边控制电路的各个信号的波形图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。依照本专利技术实例，图I为典型的反激式开关电源系统100的简单示意图。根据图I所示，开关电源系统100包括一个带有电源终端VCC、一个反馈终端FB，一个输出终端OUT和一个电流感应终端CS的原边控制器10。具体取决于本申请，控制器10能够是PWM控制器或者PFM控制器。开关电源系统100还包括变压器20，其拥有一原边绕组21，一副绕组23，和一个辅助绕组22。开关电源100还包括整流二极管11和电容器12，整流AC电源电压源Vac产生了整流DC输入电压Vin。在启动时，当电源终端VCC通过电阻器13和旁路电容器14时，整流DC输入电压Vin提供电源给控制器10。在正常运行模式中，辅助绕组22通过整流二极管15给控制器10提供电源。电流感应终端CS与双极晶体管30的终端相耦合，去感应原电流Ip通过原绕组21和功率晶体管30流入。电阻器16和17形成分压器去降低在辅助绕组中的感应电压。下降电压在输入终端FB中反馈给控制器10，为了进一步处理副边的状态。图I中，控制器10在输出终端OUT传送了控制脉冲信号用来打开和关闭功率开关30，图I所体现的是一双极晶体管，但是在其他的实施例中，也能成为MOS晶体管。当晶体管30处于关闭状态时，电压在辅助绕组和副绕组中产生。电流存在于副绕组23中，通过包含二极管24和电容器25的整流电路，产生电源Vout的输出值。原边控制器10去调节输出电压Vout用来保持期望输出值。根据图I所示，开关电源系统100包括副边控制器26，其有三个终端Vs，GND，和VDD.终端Vs与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源，其特征在于，包括：变压器，具有用于耦合一个输入功率源的原边绕组、用于提供开关电源输出电压的副边绕组、和一个辅助绕组；功率开关，与所述原边绕组耦合；原边控制电路，与所述辅助绕组及功率开关耦合，所述原边控制电路通过控制所述功率开关响应一个代表开关电源输出的反馈电压信号，来调节开关电源的输出；副边控制电路，与所述副边绕组耦合，当开关电源的输出电压高于第一参考电压时，引起开关电源的输出电压放电。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，其特征在于，包括 变压器，具有用于耦合一个输入功率源的原边绕组、用于提供开关电源输出电压的副边绕组、和一个辅助绕组； 功率开关，与所述原边绕组耦合； 原边控制电路，与所述辅助绕组及功率开关耦合，所述原边控制电路通过控制所述功率开关响应一个代表开关电源输出的反馈电压信号，来调节开关电源的输出； 副边控制电路，与所述副边绕组耦合，当开关电源的输出电压高于第一参考电压时，弓丨起开关电源的输出电压放电。2.根据权利要求I所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制电路包括一放电控制电路，所述放电控制电路具有与所述开关电源的输出电压耦合的电源端，所述放电控制电路产生一放电信号。3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，在副边发生放电时，所述放点控制电路能够提供一个信号引起原边控制电路临时停止调节开关电源的输出。4.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述放电控制电路包括一比较器，该比较器具有与第二参考电压连接的反向输入端，与第三参考电压连接的正向输入端，以及与所述开关电源输出连接的电源端，其中所述第三参考电压低于第二参考电压。5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述放电控制电路还包括连接于所述放电控制电路的电源端与地之间的第一晶体管，所述第一晶体管还具有与所述比较器输出连接的控制端。6.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述放电控制电路还包括连接于所述放电控制电路的电源端与所述比较器输出之间的第二晶体管。7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述第二晶体管受控于第一和第二触发器，所述第一触发器接入一指示所述开关电源输出电压高于所述第一参考电压的信号，所述第二触发器接入一延迟信号。8.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述放电控制电路防止输出电压放电至所述第二参考电压。9.根据权利要求I所述的开关电源，其特征在于，所述原边控制电路是一PWM控制器。10.根据权利要求I所述的开关电源，其特征在于，所述原边控制电路是一PFM控制器。11.一种控制开关电源的三端子装置，其特征在于，包括 第一端子，与所述开关电源的输出耦合； 第二端子，与所述开关电源副边的地耦合； 第三端子，与所述开关电源的副边绕组耦合； 放电控制电路，与所述第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，赵平安，陈超，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：