[實(shí)用新型]一種具有漸進(jìn)式電流過載與飽和防止功能的開關(guān)電源

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920034196.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN201450456U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余遠(yuǎn)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西亞成微電子有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02M7/04
• 分類號(hào): H02M7/04;H02M7/217;H02H7/125
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有漸進(jìn)式電流過載與飽和防止功能的開關(guān)電源。

背景技術(shù)

關(guān)于開關(guān)電源，從輸入輸出電壓性質(zhì)看，有DC/DC(直流變換為直流)變換電源或AC/DC(交流變換為直流)變換電源；從隔離方式看，有隔離式與非隔離式變換電路；從輸出電壓變換看，有升壓、降壓與升降壓變換電路；從工作模式看，有電壓模式與電流模式；從電感中的電流看，有CCM(連續(xù)電流模式)、BCM(臨界電流模式)與DCM(不連續(xù)電流模式)開關(guān)電源；從控制技術(shù)看，有PFM(脈沖頻率控制技術(shù))和PWM(脈沖寬度控制技術(shù))開關(guān)電源；從變換技術(shù)看，還有硬開關(guān)和軟開關(guān)變換電路等等。

不管上述公知技術(shù)如何定義分類，各種開關(guān)電源IC基本結(jié)構(gòu)都可以簡(jiǎn)化為：反饋電路(電壓或電流)、誤差放大器、振蕩器、采樣電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、補(bǔ)償電路、各種保護(hù)電路等。其基本工作原理都是根據(jù)誤差電壓或通過功率管電流的大小來調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)功率管的PWM或PFM波形。一般情況下，誤差電壓越大，脈沖占空比就越大，導(dǎo)致通過功率管的峰值電流較大，容易引起變壓器飽和，尤其是在開關(guān)電源啟動(dòng)或過載時(shí)，這些情況更容易出現(xiàn)。

目前，解決過載與飽和的公知技術(shù)基本有兩種：一種是采用上限電流保護(hù)電路，即達(dá)到上限電流就關(guān)斷功率管，如開關(guān)電源芯片UCx842、TOP210等；另一種方式就是檢測(cè)到電流超過上限時(shí)，通過調(diào)整誤差電壓，再間接調(diào)整占空比的方式來減少通過功率管電流。采用第一種方式要求功率管具有快速關(guān)斷能力，否則就會(huì)損壞變壓器與功率管；而第二種方式反饋的環(huán)節(jié)過多，必須先要檢測(cè)到過載，再去調(diào)節(jié)誤差電壓，再去調(diào)節(jié)占空比，調(diào)節(jié)響應(yīng)速度過慢，不能及時(shí)處理過載情況，導(dǎo)致?lián)p壞變壓器與功率管。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有漸進(jìn)式電流過載與飽和防止功能的開關(guān)電源，其電路設(shè)計(jì)新穎合理、損耗小且使用效果好，能有效克服現(xiàn)有開關(guān)電源IC所存在的對(duì)功率管開關(guān)速度要求較高與響應(yīng)調(diào)節(jié)速度較慢的弊病。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種具有漸進(jìn)式電流過載與飽和防止功能的開關(guān)電源，其特征在于：包括為各用電器件進(jìn)行供電的供電模塊、與開關(guān)電源輸出端相接的輸出電壓反饋電路、分別對(duì)開關(guān)電源外圍應(yīng)用電路中功率管Q0的瞬間電流值進(jìn)行逐周期采樣的低點(diǎn)電流采樣電路、臨高點(diǎn)電流采樣電路和高點(diǎn)電流采樣電路、串接在供電模塊與功率管Q0基極間供電回路中的受控電流源Ia和可控開關(guān)K1、分別與低點(diǎn)電流采樣電路和輸出電壓反饋電路的輸出端相接的誤差調(diào)節(jié)限流器、PFM控制器和PWM控制器、與PFM控制器的輸出端相接的振蕩器、分別與振蕩器和PWM控制器相接的觸發(fā)器、與觸發(fā)器的輸出端相接且對(duì)可控開關(guān)K1進(jìn)行通斷控制的上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器、與臨高點(diǎn)電流采樣電路的輸出端相接且對(duì)受控電流源Ia進(jìn)行控制調(diào)整的斜坡與限流驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器以及分別與上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器、低點(diǎn)電流采樣電路、臨高點(diǎn)電流采樣電路和高點(diǎn)電流采樣電路相接的前沿消隱電路，所述高點(diǎn)電流采樣電路的輸出端分別與上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器和PFM控制器相接，誤差調(diào)節(jié)限流器的輸出端分別與PFM控制器和PWM控制器相接，上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器的輸出端經(jīng)閉合后的可控開關(guān)K1后接至功率管Q0的基極，PFM控制器的一個(gè)輸出端與誤差調(diào)節(jié)限流器的一個(gè)輸入端相接；所述低點(diǎn)電流采樣電路、臨高點(diǎn)電流采樣電路和高點(diǎn)電流采樣電路均與功率管Q0的發(fā)射極相接，上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器的輸出端與可控開關(guān)K1相接.

所述低點(diǎn)電流采樣電路、臨高點(diǎn)電流采樣電路和高點(diǎn)電流采樣電路均為運(yùn)算放大器且三者的同相輸入端均與功率管Q0的發(fā)射極相接，低點(diǎn)電流采樣電路、臨高點(diǎn)電流采樣電路和高點(diǎn)電流采樣電路的反相輸入端所接電壓的電壓值分別為所設(shè)定功率管Q0的低點(diǎn)電流、臨高點(diǎn)電流和高點(diǎn)電流對(duì)應(yīng)的電壓值。

所述功率管Q0的基極經(jīng)由上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器進(jìn)行控制的可控開關(guān)K2和電流源Ib后接地，上限限流調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)控制器的一個(gè)輸出端與可控開關(guān)K2相接。

所述PWM控制器由與功率管Q0的發(fā)射極相接的斜坡補(bǔ)償電路和與斜坡補(bǔ)償電路相接的運(yùn)算放大器CP4組成，斜坡補(bǔ)償電路的輸出端分別與斜坡與限流驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器和運(yùn)算放大器CP4的同相輸入端相接，所述運(yùn)算放大器CP4的反相輸入端與誤差調(diào)節(jié)限流器的輸出端相接。

所述功率管Q0的發(fā)射極經(jīng)電阻Rs后接地且所述電阻Rs上并接有電阻R3。