[發(fā)明專利]反激式AC?DC轉換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410015595.8
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104601015B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 宋利軍;許煌樟
• 申請（專利權）人: 深圳市穩(wěn)先微電子有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 深圳市中科創(chuàng)為專利代理有限公司44384
• 代理人: 高早紅,謝亮

技術領域

本發(fā)明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種反激式AC-DC轉換器。

背景技術

AC-DC(交流變直流)轉換器被廣泛應用于幾乎所有電子設備中。現(xiàn)有的AC-DC轉換器應用傳統(tǒng)的AC-DC控制芯片，傳統(tǒng)的AC-DC控制芯片都是通過圖騰柱驅動輸出來控制外部功率開關管的通斷。為了提高轉換效率，新一代AC-DC控制芯片中都加入了線性降頻的功能，即隨著輸出端負載降低到一定程度(比如半載)，頻率會從滿載時的65KHz開始下降，并與輸出功率成線性關系，輸出功率越小，頻率降得越低，從而大幅降低開關損耗，提高轉換效率。為了不使頻率降到音頻范圍內(即20Hz～20KHz)，線性降頻的頻率下限一般在20KHz以上。

目前線性降頻的控制信號一般為AC-DC控制芯片的反饋(FeedBack，F(xiàn)B)引腳，因為反饋引腳的電壓直接反映了負載的大小，當負載由重載逐漸過度到輕載時，反饋引腳的電壓也會由高逐漸變低，反饋信號通過內部脈沖寬度調制(PWM)比較器與原邊電流偵測信號進行比較，使得每個周期原邊導通時原邊峰值電流變小，從而減小能量的傳輸；因此對控制AC-DC控制芯片來說，反饋引腳可以直接作為負載偵測引腳，用來控制線性降頻。

請參閱圖1，其為一個傳統(tǒng)的反激式AC-DC轉換器的原理圖。其中，AC-DC控制芯片104包含一個反饋信號輸入端FB，一個原邊峰值電流偵測端CS，一個供電引腳VCC，一個地引腳GND和一個輸出端OUT。輸出端OUT根據(jù)反饋信號的電壓大小來輸出合適占空比的控制信號VG，以驅動開關管Q100。開關管Q100的一端接原邊電流偵測電阻R100，另一端接變壓器106的原邊N_P的同名端，變壓器106原邊N_P的另一端接整流后的線電壓。變壓器106的副邊N_S通過整流二極管D200和電容C300連接負載接入端108。變壓器106還包含一個輔助繞組N_A，它通過另一個整流二極管D100和電容C200為AC-DC控制芯片104供電。該反激式AC-DC轉換器的負載接入端108通過分壓電阻R300、R400以及光藕器件VL100、運算放大器U100和電阻R200產生反饋信號給AC-DC控制芯片104的反饋信號輸入端FB。AC-DC控制芯片104的輸出端OUT用于驅動開關管Q100。

當系統(tǒng)正常工作時，由副邊N_S的分壓電阻R300、R400以及光藕器件VL100、運算放大器U100和電阻R200組成的反饋單元會根據(jù)該反激式AC-DC轉換器負載接入端108上負載的大小，產生反饋信號，該反饋信號通過脈沖寬度調制比較器202與原邊N_P峰值電流偵測信號比較，用于控制每個周期原邊N_P峰值電流的大小；當該反激式AC-DC轉換器負載接入端108上負載較大時，反饋信號的電壓較高，每個周期峰值電流偵測信號也較高，即原邊N_P峰值電流較高；當該反激式AC-DC轉換器負載接入端108上負載降低時，反饋信號的電壓也降低，每個周期原邊N_P峰值電流也隨之下降，系統(tǒng)通過這樣的反饋保證能量傳輸?shù)钠胶猓M而維持該反激式AC-DC轉換器負載接入端108上輸出電壓的穩(wěn)定。為了在中、輕載時降低系統(tǒng)的開關損耗，提高轉換效率，AC-DC控制芯片104根據(jù)反饋信號的電壓的大小去調制頻率。

當負載接入端108上負載降低到一定程度時(如半載)，反饋信號的電壓下降到設定的閾值V_th1，此時工作頻率由正常的65KHz開始下降；當負載接入端108上負載進一步降低到一個更低的程度時(如滿載的10％)，反饋信號的電壓下降到設定的閾值V_th2，此時工作頻率降到最低值22KHz；此后負載進一步降低直至空載，工作頻率一直維持22KHz，AC-DC控制芯片會進入跳周期模式(Burst Mode)。