[發明專利]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

• 申請號: 201810308587.0
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108319318A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 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: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明提供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，包括控制器、功率級模塊、PWM產生器、輸出電壓采樣模塊和閥值電路，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，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；實現在不影響現有的反饋環路參數，有效減小因開關電源負載突變造成的輸出電壓幅值突變，以及通過可控輸出電壓幅值大小進而確保開關電源負載不被損壞及延長使用壽命。

技術領域

本發明涉及開關電源領域，特別涉及一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源，及其實現的方法。

背景技術

開關電源是一種常用的電源設備，開關電源輸出端負載在突然加載或卸載時會導致輸出電壓瞬間跌落和躍升，此電壓的瞬態變化會直接影響連接負載的性能和使用壽命，嚴重時造成負載設備的損壞。

目前，改善該技術問題常用方案一是提高PWM開關器的開關頻率，以提高環路響應速度，但是隨著PWM開關器的開關頻率的提高會增加功率級模塊開關管的損耗進而影響整機的效率的問題，二是通過提高反饋環路的響應速度，但又會牽扯到繁雜的環路設計參數與工程上難以精確調試的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源及其實現的方法，通過檢測輸出端的輸出電壓的變化，在不影響環路參數設計和不額外提高開關頻率的情況下，解決因負載因突然加載或卸載時會導致輸出電壓瞬間跌落和躍升，直接影響連接負載的性能和使用壽命，及嚴重時造成負載設備的損壞的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是提供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，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。

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。

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。

控制器采用誤差放大器。

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。

本發明技術方案還提供一種實現輸出電壓瞬間跌落和躍升幅值可控的開關電源的方法，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；