[發明專利]一種反激式功率轉換器

有效

• 申請號: 201010144602.6
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN102201751A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 夏云凱;雷晗
• 申請（專利權）人: 西安民展微電子有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明涉及一種開關模式的反激式功率轉換器，尤其涉及一種基于變壓器原邊采樣的反激式功率轉換器。

背景技術

反激式功率轉換器作為開關電源的一個重要組成部分，廣泛應用于電池充電器、電源適配器等諸多領域。反激式功率轉換器通常包括脈沖寬度調制控制器、開關MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)、變壓器和反饋控制電路。其中該反饋控制電路的目的在于感應變壓器次級輸出端的電壓或電流，并且通過隔離器件(例如光耦合器)將反饋信號輸送至脈沖寬度調制控制器，從而穩定輸出電壓或電流。隨著社會的不斷發展，現有的反激式功率轉換器，越來越多的集中于體積更小、成本更低、效率更高等方面的研究。

圖1為現有的反激式功率轉換器的電路原理圖。盡管這一結構具有很高的輸出精度和動態調整率，但是較多的外部元件(尤其是光耦合器和穩壓器)無形中占據較多的空間，而且也增加了制造成本。

在現有技術中，在不消除光耦合器和次級反饋電路的情況下，很難降低反激式功率轉化器的尺寸和制造成本。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種反激式功率轉換器，在不設置光耦合器和反饋電路的情況下，依然能夠保證反激式功率轉換器的輸出精度，有效的簡化反激式功率轉換器的結構。

為了達到上述目的，本發明提供一種反激式功率轉換器，包括：一變壓器、第一整流器D1、第二整流器D2、第一電容C1、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、一開關晶體管、以及一用于提供控制信號以驅動所述開關晶體管的柵極的脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器，其中

所述變壓器包括：初級繞組、次級繞組和輔助繞組，所述初級繞組的一端接所述反激式功率轉換器的電源輸入端Vin，所述初級繞組的另一端接所述開關晶體管的漏極，所述開關晶體管用于控制所述初級繞組上的電壓；所述次級繞組的一端接地，所述次級繞組的另一端接所述第二整流器D2的陽極；所述輔助繞組的一端接地，所述輔助繞組的另一端接第二電阻R2的一端；

所述第一整流器D1的陽極接所述輔助繞組，所述第一整流器D1的陰極接所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器的電源輸入端VDD，所述第一電阻R1的一端接所述反激式功率轉換器的電源輸入端Vin，所述第一電阻R1的另一端接所述電源輸入端VDD，所述第一電容C1的一端接所述電源輸入端VDD，所述第一電容C1的另一端接地；

所述第二整流器D2的陰極接所述反激式功率轉換器的輸出端Vout，所述第二電容C2連接于所述反激式功率轉換器的輸出端Vout和地之間；

所述第二電阻R2的另一端與所述第三電阻R3的一端連接，所述第三電阻R3的另一端接地，所述第二電阻R2和第三電阻R3的公共端接所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器的反激電壓檢測輸入端INV；

所述開晶體管的柵極接所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器的輸出端GD，所述開關晶體管的源極和所述第四電阻R4的一端分別接所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器的電流檢測輸入端CS，所述第四電阻R4的另一端接地。

優選的，所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器包括：采樣控制器，接所述反激電壓檢測輸入端INV，用于采樣所述次級繞組反射到輔助繞組上的電壓值；

脈沖頻率調制控制器，與所述采樣控制器連接，用于利用所述采用控制器采樣到的電壓值生成所述開關晶體管的開關頻率；

斷續傳導模式控制器，分別與所述采樣控制器和所述開關晶體管的柵極連接，用于通過采樣所述開關晶體管的導通時間和所述變壓器的去磁時間的總和，根據所述總和控制所述晶體管的開關周期，以防止所述反激式功率轉換器工作于連續傳導模式；

誤差放大器，與所述采樣控制器連接，用于比較所述采樣控制器采樣得到的電壓值相對于基準電壓值的誤差，并將所述誤差進行放大處理后輸出；

脈沖寬度調制比較器，與所述誤差放大器連接，用于將所述誤差放大器的輸出和所述第四電阻R4上的壓降進行比較，生成脈沖寬度調制信號；

邏輯控制器，與所述誤差放大器和所述脈沖頻率調制控制器連接，用于根據所述脈沖頻率調制控制器、所述斷續傳導模式控制器、所述脈沖寬度調制比較器和所述過流保護控制器的輸出信號，生成控制所述開關晶體管的控制信號，所述邏輯控制器的輸出接所述輸出端GD。

優選的，所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器還包括：

電源控制模塊，接所述電源輸入端VDD，用于控制所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器的供電。

優選的，所述脈沖頻率調制和脈沖寬度調制控制器還包括：