[發(fā)明專利]一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源及方法

在審

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• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108319318A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 艾樂德電子（南京）有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，包括控制器、功率級模塊、PWM產生器和輸出電壓采樣模塊，控制器接受設定值Vref，及輸出電壓采樣模塊采集功率級模塊和負載之間輸出電壓Vo后的采樣電壓Vs，輸出電壓Ve去控制PWM產生器，PWM產生器調控功率級模塊，其特征在于：還包括閥值電路，閥值電路耦接在輸出電壓采樣模塊的輸出端和控制器的輸入端，閥值電路設定有過沖閥值VH和下沖閥值VL，當輸出電壓Vo跌落致使采樣電壓Vs超過設定的下沖閥值VL時，閥值電路使控制器的反向輸入端拉到零電位，控制器的輸出電壓Ve以正飽和電壓增加，當輸出電壓Vo躍升致使采樣電壓Vs超過躍升閥值VH時，閥值電路使控制器的反向輸入端置高，控制器的輸出電壓Ve以負飽和電壓減小。

2.根據權利要求1所述的一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，其特征在于：所述閥值電路包括第一、第二比較器、與第一比較器耦接的第一門電路、與第二比較器耦接的第二門電路，第一、第二比較器的輸入端接收采樣電壓Vs，第一、第二門電路輸出端接控制器輸入端。

3.根據權利要求2所述的一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，其特征在于：所述閥值電路包括P溝道的MOS管Q2、N溝道的MOS管Q1和電阻R3，第一門電路為與非門，第二門電路為或非門，第一比較器的反向輸入端、第二比較器的正向輸入端和輸出電壓采樣模塊的輸出端連接，第二比較器的輸出端經或非門與MOS管Q2的柵極連接，第一比較器的輸出端經與非門與MOS管Q1的柵極連接，MOS管Q2的漏極串接電阻R3后與MOS管Q1的漏極和控制器的反向輸入端連接，MOS管Q2的源極接受設定值Vref，MOS管Q1的源極連接電源負極。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，其特征在于：控制器采用誤差放大器。

5.根據權利要求3所述的一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，其特征在于：控制器的正向輸入端經串接的電阻R1接受設定值Vref，控制器的反向輸入端經串接的電阻R2接受采樣電壓Vs,電阻R1、電阻R2和電阻R3的阻值符合R1=R2=100*R3。

6.一種實現如權利要求1至3任一項所述的輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源的方法，其特征在于包括如下步驟：

采集功率級模塊和負載之間輸出電壓Vo得到采樣電壓Vs；

采樣電壓Vs一路輸入到控制器的輸入端，另一路輸入到閥值電路的輸入端；

當輸出電壓Vo瞬間跌落或者躍升導致采樣電壓Vs跌落或者躍升的值分別超過閥值電路的設定下沖閥值VL或者過沖閥VH值時，閥值電路觸發(fā)控制器迅速分別以正飽和電壓或者負飽和電壓輸出，進而使輸出電壓Vo得以迅速被拉回到正常值;

當輸出電壓瞬間跌落或者躍升時，采樣電壓Vs跌落或者躍升的值在設定下沖閥值VL和過沖閥值VH內，閥值電路不會動作，控制器依據輸入端的Vs進行正常的環(huán)路調整工作。

7.一種實現如權利6所述的一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源的方法，其特征在于包括如下步驟：

輸出電壓瞬間跌落幅值可控步驟，當開關電源負載瞬間加載時，輸出電壓Vo瞬間跌落，使得采樣電壓Vs跌落超過閥值電路中設定的下沖閥值VL時，此時會觸發(fā)相連的與非門輸出高電平，使與與非門相連的MOS管Q1導通并將誤差放大器的反向輸入端拉到零電位，此刻誤差放大器的輸出電壓Ve以正飽和電壓迅速升高促使PWM產生器迅速變大，進而輸出電壓Vo從跌落到下沖閥值VL值迅速恢復到正常值；

輸出電壓瞬間躍升幅值可控步驟，當開關電源負載瞬間卸載時，輸出電壓Vo瞬間躍升，使得采樣電壓Vs增大超過過沖閥值VH時，此時會觸發(fā)相連的或非門輸出低電平，使與或非門相連的MOS管Q2導通并將誤差放大器的反向輸入端置高，此刻誤差放大器的輸出電壓Ve以負飽和電壓迅速減小促使PWM產生器迅速變小，進而輸出電壓Vo從躍升到過沖閥值VH值迅速恢復到正常值。