[實用新型]開關(guān)電源中功率開關(guān)管最大導(dǎo)通占空比的限制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920166326.6
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN201440636U
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝佳;陳超;季紅霞
• 申請（專利權(quán)）人: BCD半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源中功率開關(guān)管最大導(dǎo)通占空比的限制電路。

背景技術(shù)

開關(guān)電源中，特別是帶變壓器隔離的開關(guān)電源中，通常需要對功率開關(guān)管的最大導(dǎo)通占空比進(jìn)行限制。開關(guān)電源中的功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉由開關(guān)電源中的控制器控制。以PWM控制器為例，PWM控制器輸出固定頻率信號，通過改變輸出開關(guān)信號的導(dǎo)通時間控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)閉。

功率開關(guān)管的導(dǎo)通周期為T，導(dǎo)通時間為T_on，關(guān)斷時間為T_off，其中T＝T_on+T_off。功率開關(guān)管的導(dǎo)通占空比定義為：D＝T_on/T。無論是在開關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)中或穩(wěn)態(tài)工作時，都需要對功率開關(guān)管的最大導(dǎo)通占空比D_max進(jìn)行限制。如果最大導(dǎo)通占空比太大，會導(dǎo)致變壓器磁通不平衡，引起磁芯飽和以致消磁。由于飽和的磁芯不能承受電壓，當(dāng)功率開關(guān)管導(dǎo)通時，功率開關(guān)管將承受很大的電壓和電流，這樣容易導(dǎo)致功率開關(guān)管損壞。同時在某些瞬態(tài)響應(yīng)下，太大的導(dǎo)通占空比會導(dǎo)致輸入過多能量，引起系統(tǒng)炸機(jī)。

參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中電流模式反激開關(guān)電源的原理圖。

開關(guān)電源100包含PWM控制器101。輸入的交流電壓Vac通過整流橋102和輸入濾波電容103得到輸入電壓Vin。系統(tǒng)啟動時通過啟動電阻104對PWM控制器101的電源電壓VCC供電。

變壓器由原邊繞組105、副邊繞組106和輔助繞組107構(gòu)成。

功率開關(guān)管108的導(dǎo)通和關(guān)斷控制變壓器中的能量存儲。當(dāng)功率開關(guān)管108導(dǎo)通時，原邊繞組105導(dǎo)通，磁芯存儲能量，電阻109感應(yīng)原邊繞組105的電流。當(dāng)功率開關(guān)管108關(guān)閉時，原邊繞組105關(guān)斷，磁芯存儲的能量向副邊繞組106和輔助繞組107傳送。輔助繞組106的電流通過二極管110整流，向PWM控制器101的電源電壓VCC供電。副邊繞組106的電流通過二極管112整流和電感113、電容114濾波后向負(fù)載電阻115提供能量。

為了保持輸出電壓Vout的恒定，采用第一反饋分壓電阻116和第二反饋分壓電阻117，誤差放大器118和光耦合器120構(gòu)成反饋環(huán)路。電容119補(bǔ)償反饋環(huán)路以確保環(huán)路的穩(wěn)定性。光耦合器120實現(xiàn)了原邊和副邊的電隔離，并向PWM控制器101提供誤差放大器118的輸出。

電流感應(yīng)電阻109向PWM控制器101提供原邊電感電流感應(yīng)電壓Vcs。PWM控制器101內(nèi)部通過斜坡補(bǔ)償模塊123對Vcs進(jìn)行斜坡補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)輸出穩(wěn)定。時鐘模塊121產(chǎn)生時鐘脈沖對RS觸發(fā)器126置位，觸發(fā)器126輸出開關(guān)信號128。原邊電感電流感應(yīng)電壓Vcs和反饋電壓V_FB的比較輸出送入RS觸發(fā)器126的復(fù)位端，觸發(fā)器126輸出開關(guān)信號128。RS觸發(fā)器126的輸出信號作為與門127的其中一個輸入。而與門127的另一個輸入為時鐘模塊121產(chǎn)生的時鐘最大占空比信號129。

當(dāng)比較器125的負(fù)端輸入電壓過低或反饋電壓V_FB過高時，功率開關(guān)管的導(dǎo)通占空比大于系統(tǒng)設(shè)定的最大導(dǎo)通占空比時，由時鐘最大占空比信號129使與門127輸出為低，驅(qū)動模塊關(guān)斷功率開關(guān)管108，實現(xiàn)輸出功率開關(guān)管108最大導(dǎo)通占空比的限制。

上述提供的電路，需要時鐘模塊121產(chǎn)生時鐘最大占空比信號129，同時還需要一個與門電路控制功率開關(guān)管的最大導(dǎo)通占空比。這種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)電源中功率開關(guān)管最大導(dǎo)通占空比的限制電路，電路結(jié)構(gòu)簡單。

本實用新型實施例提供一種開關(guān)電源中功率開關(guān)管最大導(dǎo)通占空比的限制電路，包括最大導(dǎo)通占空比限制斜坡補(bǔ)償模塊；

反饋電壓輸入比較器的正端，比較器的輸出連接觸發(fā)器的復(fù)位端，時鐘模塊產(chǎn)生的時鐘脈沖的輸入所述觸發(fā)器的置位端；所述觸發(fā)器的輸出連接驅(qū)動模塊；所述驅(qū)動模塊連接功率開關(guān)管，用于驅(qū)動功率開關(guān)管的開通或關(guān)閉；

所述最大導(dǎo)通占空比限制斜坡補(bǔ)償模塊的輸出連接加法器的一個輸入端，所述原邊電感電流感應(yīng)電壓連接所述加法器的另一個輸入端；所述加法器的輸出點連接比較器的負(fù)端；

所述最大導(dǎo)通占空比限制斜坡補(bǔ)償模塊，用于當(dāng)功率開關(guān)管的最大導(dǎo)通占空比大于設(shè)定值時，增大補(bǔ)償電壓，強(qiáng)制比較器翻轉(zhuǎn)。