[發明專利]副邊反饋控制電路及應用該電路的開關電源

在審

• 申請號: 201710618319.4
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107370384A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 肖華;唐盛斌;於昌虎
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司;深圳南云微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/08;H02M1/32
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技術領域

本發明涉及開關電源控制器，特別涉及磁隔離的高輸出電壓副邊反饋控制電路及應用該電路的開關電源。

背景技術

為了避免負載對供電輸入端的干擾和破壞，隔離型開關電源已成為各種供電系統中不可或缺的部分。既要實現輸出電壓和輸入電壓之間的隔離又要把輸出電壓穩定在設定值，必然需要采用隔離器件把輸出電壓的大小反饋到輸入一側進行調節控制。圖1是常用的副邊反饋控制技術，隔離反饋的任務由器件TL431、光耦及輔助器件組成的隔離放大器來承擔。基本原理是：TL431與采樣電阻R1、R2等元件組成的跨導放大器把輸出電壓與基準電壓的誤差電壓信號放大為電流信號，當輸出電壓偏高時流過TL431的電流變大，也就是流過光耦的電流變大，控制器FB端口的電壓變小，從而控制器輸出占空比變小使得變壓器傳遞更小的能量到副邊輸出端，輸出電壓開始降低；反之，若輸出電壓偏低，通過把誤差信號反饋到原邊控制占空比的增加來增加變壓器的傳輸能量，從而提高輸出電壓。如此反復不斷地調節控制把輸出電壓穩定在設定值。這種反饋技術因其檢測和比較環節在開關電源的副邊，即負載一側，所以稱其為副邊反饋。這種直接檢測輸出電壓的方式具有精度高的特點，但是由于這些檢測、放大器、隔離反饋器件的存在增加了電源系統板的空間，顯然在成本和體積上沒有優勢。特別是光耦不能在高溫下工作，且易于老化，使得這種電源的高溫壽命短，無法滿足一些高溫應用。

為了解決上述所遇到的技術問題，公開號為CN 105610306 A，發明名稱為《副邊反饋控制方法及其控制電路》的發明專利申請提出了一種新型的副邊反饋電路，它適用于具有由變壓器的原邊繞組形成的原邊電路和變壓器的副邊繞組形成的副邊電路的隔離開關電源。圖2來自上述發明申請實施例四的圖6，圖3為圖2電路反饋開關的工作狀態及124處電壓波形圖，圖2所示的副邊反饋開關開關電源，它包括：三繞組變壓器，它由主邊繞組NP、副邊繞組NS、輔助繞組NA這三個繞組組成，其中繞組NP包含第一端口102和第二端口103，繞組NS包含第一端口104和第二端口105，繞組NA包含第一端口106和第二端口107。副邊調制器由輸出電壓編碼控制模塊、檢測判斷模塊構成。副邊消磁電路，它包含第一端口110和第二端口111兩個端口；輸出電容，它包含第一端口131和第二端口132兩個端口；反饋開關，它包含漏極端口133、源極端口135和柵極端口134三個端口。輸出電壓編碼控制模塊，它包含第一端口112、第二端口113、第三端口114三個端口；檢測判斷模塊，它包含第一端口115、第二端口116、第三端口117、第四端口118、第五端口119五個端口；輔助繞組電壓檢測上電阻，它包含第一端口120和第二端口121；輔助繞組電壓檢測下電阻，它包含第一端口122和第二端口123；反饋開關狀態檢測模塊，它包含第一端口124和第二端口125兩個端口；輸出電壓解碼反饋模塊，它包含第一端口126和第二端口127兩個端口；占空比調制電路，它包含第一端口128、第二端口129、第三端口130三個端口。

它們的連接關系為：端口102與輸入電源的正極端101相連，端口103與端口130相連；端口104、端口131、端口119一起相連，連接點形成開關電源輸出電壓的正極端口108；端口105、端口110、反饋開關的漏極端口133、端口115一起相連；端口111、端口118、反饋開關的源極端口135、端口132一起相連，連接點形成開關電源輸出電壓的負極端口109；反饋開關的柵極端口134與端口112一起相連；端口113與端口116相連；端口114與端口117相連；端口120與端口106相連；端口121、端口122、端口124一起相連；端口125與端口126一起相連；端口127與端口128一起相連；端口129、端口123、端口107一起相連，連接點形成輸入電源的負極端。該反激電源開關電源的勵磁過程與傳統反激開關電源是一樣的，它的不同之處在于如何在消磁階段從副邊把輸出電壓的變化信息反饋到原邊。其具體的工作原理詳見相關說明書的0086-0090段。

開關電源開關電源上述方案的反饋控制簡化過程為：副邊采樣輸出電壓→編碼→控制反饋開關阻態變化→原邊檢測阻態變化→解碼→產生電壓調制占空比。該方案既不需要光耦器件也不需要其它額外的隔離傳輸器件，從而不僅避免這些器件本身所帶來的一些固有缺陷，也不會有為輔助這些器件工作而添加的器件，能減小體積和成本，使體積、成本、性能到達最優化，適用范圍更廣。同時也不會有原邊反饋技術的輸出電壓精度低和不能在副邊通過控制進行改變輸出電壓的問題。