[發明專利]原邊反饋開關電源控制器和開關電源系統

有效

• 申請號: 201010159375.4
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102237812A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 朱建培
• 申請（專利權）人: 輝芒微電子(深圳)有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及開關電源領域，更具體地說，涉及一種原邊反饋開關電源控制器和開關電源系統。

背景技術

把高壓交流電轉換成負載所需的低壓直流的AC/DC轉換器已經發展得相當成熟。出于安全要求，需要把輸入和輸出通過變壓器進行隔離。通常需要使用光耦把輸出電壓的信息反饋到處于原邊的控制器，由控制器根據反饋信息對輸出電壓進行調節。然而處于原邊的控制器仍然不能檢測到輸出的電流信息從而做出適當的調節。近年來，使用原邊反饋技術從變壓器原邊檢測輸出電流信息從而穩定輸出電流的恒流恒壓技術得到越來越多的重視，因而出現了很多原邊反饋控制芯片。

圖1為現有技術的原邊反饋控制器的典型應用電路。該電路主要包括變壓器10(三繞組變壓器)，主開關管20，次級整流二極管40，輸出電容45和控制器70。在系統穩定工作后，控制器70將由輔助繞組通過整流二極管60供電。輸出電壓通過輔助繞組反饋到控制器一側，然后通過分壓電阻50和51，由DET腳檢測處理。電阻30檢測流經主開關管20的電流。補償電容31和32分別為電壓環路和電流環路穩定性補償電容。控制器70屬于峰值電流模式的PWM控制器。

圖2為圖1示出的控制器的原理框圖。控制器70主要由電壓控制回路和電流控制回路兩部分組成。電壓控制回路由電壓波形檢查器100，跨導運放71，比較器73和電壓相加模塊600組成；電流控制回路由電流波形檢測器300，積分器400，跨導運放72和比較器75組成。由DET腳的電壓決定系統工作于恒壓模式還是恒流模式。

當DET腳的電壓小于內部設定的參考電壓V_REF1，表明輸出電壓沒有達到額定輸出電壓，系統工作在恒流輸出模式，輸出電流不隨輸出電壓變化。當DET腳的電壓略高于參考電壓V_REF1，系統工作于恒壓模式，恒壓環路通過調節PWM的占空比穩定輸出電壓，使得DET電壓在數值上等于V_REF1，只要環路的閉環增益足夠大，輸出電壓不隨輸出電流變化。

圖2示出的控制器的電流控制回路和電壓控制回路均需要復雜的補償電路才能保證系統在各種工作條件下穩定工作，因此增加了生產成本、外圍系統復雜程度和外圍元件數目。另外，對于控制器本身，由于恒壓和恒流控制回路在芯片中幾乎是獨立設計存在的，共用的電路模塊較少，器件的利用率低，增加了控制器的芯片面積增加了生產成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種原邊反饋開關電源控制器，其能有效地提高系統穩定性，減小外圍系統復雜度，減小外圍元件數目，減小產品的成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種原邊反饋開關電源控制器，包括：

FB波形檢測模塊，所述FB波形檢測模塊的第一輸入端連接變壓器的原邊，所述FB波形檢測模塊的第二輸入端連接第四參考電壓，

三角波生成電路，所述三角波生成電路的輸入端連接所述FB波形檢測模塊的輸出端以接收反饋輸出電壓并基于所述反饋輸出電壓生成三角波；

第一比較器，所述第一比較器的正相輸入端連接所述三角波生成電路的輸出端以接收所述三角波，所述第一比較器的反相輸入端連接第二參考電壓；

窄脈沖產生電路，所述窄脈沖產生電路的輸入端連接所述第一比較器的輸出端以接收所述第一比較器的輸出并基于所述第一比較器的輸出生成窄脈沖；

第二比較器，所述第二比較器的正相輸入端連接主開關管的源極，所述第二比較器的反相輸入端連接第三參考電壓；

RS觸發器，所述RS觸發器的S端連接所述窄脈沖產生電路的輸出端以接收所述窄脈沖，所述RS觸發器的R端連接所述第二比較器的輸出端以接收所述第二比較器的輸出，所述RS觸發器的Q端輸出控制信號以控制所述主開關管。

在本發明所述的原邊反饋開關電源控制器中，進一步包括：恒流/恒壓控制模塊，所述恒流/恒壓控制模塊的輸入端連接到所述FB波形檢測模塊的第一輸入端，所述恒流/恒壓控制模塊的輸出端連接到所述三角波生成電路的輸出端以控制變壓器的輸出電壓恒定。

在本發明所述的原邊反饋開關電源控制器中，所述恒流/恒壓控制模塊包括采樣/保持模塊，跨導運放和單向導通二極管，其中，所述采樣/保持模塊的輸入端連接所述恒流/恒壓控制模塊的輸入端以采樣并保持信號，所述跨導運放的反相輸入端連接所述采樣/保持模塊的輸出端以接收采樣信號，所述跨導運放的正相輸入端接收第一參考電壓，所述跨導運放的輸出端連接所述單向導通二極管的陰極，所述單向導通二極管的陽極連接所述三角波生成電路的輸出端。