[發明專利]用于開關式電源的開關次級控制電路的軟起動

無效

• 申請號: 200580040314.3
• 申請日: 2005-11-21
• 公開（公告）號: CN101065893A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: P·J·M·朱利徹
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;王小衡

技術領域

本發明涉及一種用于耦合至開關式電源的次級側后調節電路的控制電路以及一種用于控制所述次級側后調節電路的方法。

背景技術

回掃(flyback)開關式電源，或回掃轉換器，通常用于發出多路輸出電壓，所述輸出電壓用于例如需要精確的3.3V或更小的電源電壓連同傳統的5V的電源電壓的微處理器。

具有多路輸出的回掃轉換器對于其多路輸出的每一個通常包括具有初級側線圈和次級側線圈的變壓器。初級側線圈耦合至由主控制器控制的開關晶體管。輸出電壓之一由主控制環路中的主控制器調節，同時所有其它輸出可以經由各種變壓器線圈的耦合跟蹤所調節的輸出。然而，為了獲得這些其它輸出的所期望的精確度，經常需要次級側后調節。一些后調節方法得以廣泛使用，例如線性調節器或降壓轉換器。

具有回掃轉換器的很少使用的后調節方法是所謂的開關次級控制。這種調節方法與傳統方法相比具有優點，其具有較高的效率。但是另一方面，難以在回掃轉換器中應用開關次級控制，因為其影響各種變壓器線圈中的電流分配，并因此影響各輸出的交叉負載。所面臨的最大問題之一是電源的開啟或次級受控輸出的開啟(啟動)。在開啟階段期間，在次級受控輸出中流動的峰值電流可以變得極大，并破壞設置在那些輸出中的半導體開關。為了經受得住在開啟階段期間的高峰值電流，用在這種開關次級控制電路中的半導體開關的尺寸通常過大。

在美國專利US2004/0046536A1中公開了一種多路輸出的開關電源的例子，然而它是正向轉換器而非回掃轉換器。所公開的電源包括在每個輸出的級聯上游中的脈沖寬度調制(PWM)調節器電路，以作為輸入接收具有預定占空比的方波電壓信號。所述調節器電路包括輔助開關設備，用于調制輸入信號的占空比，并提供已調節的D.C.電壓作為輸出。所述PWM調節器電路由控制電路控制，所述控制電路包括與輸入信號的占空比同步的斜波信號發生器。所述斜波信號發生器連接至具有反向輸入的比較器的非反向輸入，其用于接收表示調節器電壓輸出中的誤差的信號。所述斜波信號發生器被設置成在與輸入至調節器電路的電壓信號的前沿相符的時刻觸發產生斜波信號。隨著時間對前沿的調制以及后沿的相符，得到的用于開關設備的驅動信號具有比輸入至調節器電路的信號的占空比更小或與之相等的占空比。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種改進的控制電路，用于耦合至回掃開關式電源的開關次級側后調節電路，該控制電路在電源或次級受控輸出的開啟期間限制峰值電流，以便用于次級受控輸出的半導體開關的尺寸不需要過大。

通過提供根據權利要求1的用于次級側后調節電路的控制電路和根據權利要求9的用于控制這種次級側后調節電路的方法實現了上述這個和其它目的。在從屬權利要求中限定了本發明的優選實施方案。

更特別地，根據本發明提供一種控制電路，用于控制耦合至包括變壓器的開關式電源的次級側后調節電路。所述次級側后調節電路被設置以作用于來自變壓器的周期性次級電壓，并且包括開關設備，適于在次級電壓周期的至少一部分期間響應于來自控制電路的控制信號以允許電流流動。所述控制電路的特征在于其被設置以測量所述變壓器中的磁通量，并且在次級側后調節電路的開啟期間根據變壓器中的所述磁通量通過相對于所述周期的結束提前所述電流流動開始的時刻來逐漸增加次級電壓周期的所述部分。

通過相對于所述周期的結束逐漸將開關設備的導通時刻朝著周期的開始處移動，本發明有可能消除回掃轉換器的次級受控輸出的開啟期間的任何高峰值電流。這是因為在周期的結束部分，變壓器鐵心存在的磁能已經減少到相對小的水平，這有效地限制在導通開關設備時的峰值電流。因此，所使用的開關設備不需要尺寸過大以經受得住開啟時序。第二，次級受控輸出電壓在開啟期間的過量可得以降低或甚至被消除。第三，根據變壓器中的磁通量通過控制開關設備的開關，電源主反饋環路在次級受控輸出的開啟期間的瞬變現象可以被最小化。

根據本發明的另一實施例，在開啟階段期間，控制電路被設置成逐漸改變次級側后調節電路的操作從前沿模式到按后沿模式操作，在前沿模式中調制開關設備的導通時間，而在后沿模式中調制開關設備的關閉時間。通過在開啟期間逐漸完全地切換至后沿操作，在接下來的穩態操作期間獲得電源的可能最好的交叉負載性能。