[發明專利]開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路及工作方法

有效

• 申請號: 201811077413.4
• 申請日: 2018-09-15
• 公開（公告）號: CN109149912B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 陰亞東
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路，其特征在于：包括濾波器、差分運算放大器、比較器和抽樣判決器；所述差分運算放大器輸入側一端連接濾波器輸出端，另一端與開關電源的輸出電壓信號連接；所述比較器輸入側一端連接差分運算放大器的輸出端，另一端輸入閾值常量；所述比較器輸出端連接抽樣判決器輸入端。本發明實現了開關電源中功率管損耗的有效檢測和功率管導通電阻的自動調整。

技術領域

本發明涉及一種開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路及工作方法。

背景技術

如何有效的檢測開關電源中開關管的功率損耗并自動對其進行調整優化是提升開關電源效率的關鍵。當前公開技術中缺乏對功率管的功率損耗進行有效檢測的方法因而未能實現開關管的有效自動調整優化。有鑒于此本專利提出了一種可實現開關電源中開關管的功率損耗檢測和自動調整電路，具有電路結構簡單易實現，檢測準確的優點。本技術應用在開關電源中可以實現不同負載下轉換效率的優化提升。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路，實現了開關電源中功率管損耗的有效檢測和功率管導通電阻的自動調整。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路，包括濾波器、差分運算放大器、比較器和抽樣判決器；所述差分運算放大器輸入側一端連接濾波器輸出端，另一端與開關電源的輸出電壓信號連接；所述比較器輸入側一端連接差分運算放大器的輸出端，另一端輸入閾值常量；所述比較器輸出端連接抽樣判決器輸入端。

進一步的，所述一種開關電源中開關管功率損耗和自動調整電路的工作方法，包括以下步驟：

步驟S1:將開關電源中脈沖寬度調制信號輸入至濾波器進行濾波處理，產生濾波結果信號；

步驟S2:將濾波結果信號輸入至差分運算放大器，差分運算放大器將濾波結果信號與輸入的開關電源輸出電壓信號進行相減運算并將相減的結果放大，得到差分運算結果信號；

步驟S3:將差分運算結果信號輸入至比較器，比較器將差分運算結果信號與輸入的閾值常量進行比較后生成比較結果信號；

步驟S4:將比較結果信號輸入至抽樣判決器，抽樣判決器根據比較結果信號進行抽樣判決，得到開關管控制總線信號。

進一步的，所述步驟S1具體為：濾波器抑制開關電源中脈沖寬度調制信號中的高頻分量而保留直流分量進而將所述直流分量映射到輸出信號中，產生濾波結果信號。

進一步的，所述比較器的輸入的閾值常量為單信號時，比較器輸出信號也為單一信號，具體為：

（1）、當差分運算結果信號幅度高于閾值常量時, 比較結果信號設置為有效狀態，此時開關管陣列中處于工作狀態的開關管的電阻功耗大于預設值；

（2）、當差分運算結果信號幅度低于閾值常量時, 比較結果信號設置為無效狀態，開關管陣列中處于工作狀態的開關管的電阻功耗小于預設值。

進一步的 ，所述比較器的輸入的閾值常量為單信號時，抽樣判讀器周期性地對比較結果信號進行抽樣：

（1）、當抽樣結果顯示比較結果信號為有效狀態時，則將正向改變開關管控制總線信號所表示的值以使開關管陣列增加處于工作狀態的開關管的個數使導通電阻變小；

（2）、當抽樣結果顯示比較結果信號為無效狀態時，則將反向改變開關管控制總線信號所表示的數值以使開關管陣列減少處于工作狀態的開關管的數量使導通電阻變大。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

本發明電路結構簡單易實現，檢測準確，能夠實現了開關電源中功率管損耗的有效檢測和功率管導通電阻的自動調整。