[發明專利]一種原邊控制電源及其電壓采樣方法

有效

• 申請號: 201210049759.X
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103296890A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 夏云凱
• 申請（專利權）人: 西安展芯微電子技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;趙愛軍

技術領域

本發明涉及模擬集成電路領域和電源變換器領域，具體而言，涉及一種原邊控制電源及其電壓采樣方法。

背景技術

隨著消費類電子產品的不斷普及和發展，作為電子產品供電的電源需求不斷增大，在追求性能和節能的同時，體積更小，應用更簡單的電源結構備受青睞，隨之帶來的成本壓力也越來越大。作為消費類電子產品電源一個重要組成部分的小功率電源首當其沖。

小功率的電源多采用的是開關電源拓撲，作為和市電直接接觸的AC/DC電源多采用反激式的結構。在小功率反激式的開關電源中，作為反饋結構的運算放大器XX431以及光耦不可或缺，而這些元件的成本在小功率的電源中的比重不容忽視。與此相比，對于小功率的電源供應商來講，在保證輸出電壓精度的前提下，他們更青睞于采用原邊控制的電源，因為原邊控制的電源不需要XX431和光耦，并且電路結構簡單。

原邊控制的電源是通過變壓器的輔助繞組采樣耦合到的輸出電壓。變壓器也只有在去磁結束時刻輔助繞組上的電壓才能真正地映射輸出電壓V_O，也即是只有采樣時刻越接近去磁結束時刻，采樣才越準確。然而在原邊反饋的電源應用中，要想精確定位去磁結束點是一件很困難的事情。

原邊控制電源的工作原理。如圖1所示，其中開關晶體管11的驅動電壓的波形GATE如圖2所示，當開關晶體管GATE11打開后，變壓器將能量存儲在變壓器的磁芯中，此時初級電感12的電流i_p13如圖2所示線性增加；當開關晶體管11關斷后變壓器開始去磁，即變壓器通過次級繞組14給輸出級傳遞能量，此時流經輸出整流二極管DZ15的電流i_s16波形如圖2所示線性減少，在去磁時間段，輸出電壓V_O和輔助繞組分壓V_S的關系如下：

VS(1+R1R2)NSNAUX=VO+VDZ]]>

其中R1和R2為變壓器輔助繞組的兩個分壓電阻，N_AUX為變壓器輔助繞組的匝數，N_S為變壓器次級繞組的匝數，V_DZ為輸出整流二極管的壓降。由于V_DZ的大小隨流經電流的大小近似成線性變化，當流經所述整流二極管DZ的電流減小到接近零的時刻，輸出電壓V_O就由以下公式給出：

VO=VS(1+R1R2)NSNAUX]]>

采樣保持電路18將此時變壓器輔助繞組的分壓V_S采樣保持，而后送入誤差放大器EA17的輸入端同參考電壓進行運算即可得出需要的輸出電壓V_O，即