[發(fā)明專利]一種帶補償功能的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010715032.5
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111884494B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向磊;唐波;馬強;王磊;許剛穎
• 申請（專利權(quán)）人: 成都啟臣微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M3/335
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發(fā)明提供了一種帶補償功能的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通電路，應(yīng)用于原邊反饋開關(guān)電源，包括：采樣保持電路、退磁和谷底監(jiān)測電路、誤差比較器、電流轉(zhuǎn)換電路、補償時間產(chǎn)生電路、關(guān)機時間待機電路、關(guān)斷時間產(chǎn)生電路和PWM邏輯電路；在誤差比較器的基礎(chǔ)上反饋電壓和基準(zhǔn)電壓比較，得到和輸出電壓有關(guān)的帶補償性質(zhì)的時間信號。將帶補償功能的時間信號集成到關(guān)斷時間產(chǎn)生電路，可以平息輸出電壓波動造成的關(guān)斷時間擾動，讓系統(tǒng)在保持準(zhǔn)諧振谷底輸出的同時并避免在不同谷底導(dǎo)通引起頻率抖動造成的異音。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，涉及原邊反饋開關(guān)電源，特別是一種帶補償功能的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通電路。

背景技術(shù)

隨著新能效標(biāo)準(zhǔn)的普遍使用，市場領(lǐng)域?qū)﹂_關(guān)電源的效率要求越來越高。采用準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通的應(yīng)用場景越來越普及，使用準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通可以有效提高開關(guān)電源的效率，降低開關(guān)電源溫升，提供開關(guān)電源功率密度。

總所周知，開關(guān)電源的損耗主要來自于功率MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷過程中。對應(yīng)反激開關(guān)電源，功率MOSFET時在初級繞組電流最大時關(guān)斷的，這就是MOSFET的關(guān)斷損耗。當(dāng)功率MOSFET關(guān)斷以后，存儲在互感上的能量對次級轉(zhuǎn)移，次級二極管導(dǎo)通，次級繞組電流通過二極管給輸出的負(fù)載和輸出的電容充電。當(dāng)互感上的能量傳遞結(jié)束后，次級二極管截止，仍然有一部分能量會在耦合電感和功率MOSFET的寄生電容之間以交流橋式整流之后的電壓為基準(zhǔn)，產(chǎn)生衰減的阻尼振蕩，一直到等到功率MOSFET下次開啟。通常的，當(dāng)MOSFET再次開啟時，MOSFET的漏極電壓可能在較低的水平，也可能漏極電壓在高的的水平，這就是功率MOSFET的導(dǎo)通損耗。

傳統(tǒng)的開關(guān)電源在功率MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷過程中，存在重疊區(qū)間，因而會產(chǎn)生損耗。隨著功率頻率的升高，這種損耗的增加，一方面限制最高工作頻率；另一方面，由于在轉(zhuǎn)換過程中電壓和電流短時間急劇變化，也會產(chǎn)生很大的開關(guān)噪聲，形成大的電磁干擾。為了解決上面的缺點，逐漸采用準(zhǔn)諧振模式。通過諧振技術(shù)，讓功率MOSFET在最小電壓，也就是谷底電壓時導(dǎo)通，同時又能保持方波開關(guān)電源的高能量傳輸模式，這樣來減少開關(guān)損耗，提供開關(guān)電源的效率。

而準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通模式，讓功率MOSFET每次在谷底電壓才導(dǎo)通，也就是讓漏極電壓維持在較低的水平，來降低導(dǎo)通損耗。這樣會產(chǎn)生另外一個固有隱患。在這種情況下，負(fù)載的大小，初級繞組電感量的值，變壓器匝比，和輸入的交流電壓綜合決定了在開關(guān)電源到底是第幾個谷底導(dǎo)通。外界環(huán)境的偶然干擾，會導(dǎo)致穩(wěn)定的負(fù)載條件下，開關(guān)電源可能在不同的谷底切換，這樣必然導(dǎo)致工作頻率變化，整個電源系統(tǒng)出現(xiàn)異音。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種帶補償功能的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通電路，應(yīng)用于原邊反饋開關(guān)電源，能夠避免開關(guān)電源在不同谷底導(dǎo)通產(chǎn)生的異音問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種帶補償功能的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通電路，應(yīng)用于原邊反饋開關(guān)電源中，包括：采樣保持電路、退磁和谷底監(jiān)測電路、誤差比較器、電流轉(zhuǎn)換電路、補償時間產(chǎn)生電路、關(guān)機時間待機電路、關(guān)斷時間產(chǎn)生電路和PWM邏輯電路；所述采樣保持電路、誤差比較器、電流轉(zhuǎn)換電路、補償時間電路、關(guān)斷時間待機電路、關(guān)斷時間產(chǎn)生電路、PWM邏輯電路依次連接，由PWM邏輯電路輸出PWM信號控制原邊反饋開關(guān)電源中的功率MOSFET導(dǎo)通和關(guān)斷；所述退磁時間和谷底監(jiān)測電路輸出端連接關(guān)斷時間待機電路輸入端提供退磁時間信號TD及連接PWM邏輯輸入端提供谷底監(jiān)測高電平脈沖信號QR，由關(guān)機時間待機電路為關(guān)斷時間電路提供帶補償功能的時間信號；所述誤差比較器輸出端還連接至關(guān)斷時間產(chǎn)生電路輸入端提供EA信號；所述采樣保持電路輸入端為輔助繞組上通過電阻比例分壓得出的FB電壓；所述退磁和谷底監(jiān)測電路輸入端為輔助繞組上通過電阻比例分壓得出的FB電壓。在所述誤差比較器的基礎(chǔ)上，將輔助繞組上的反饋電壓和基準(zhǔn)電壓比較，得到一個和輸出電壓有關(guān)的帶補償性質(zhì)的時間信號。將此帶補償功能的時間信號集成到關(guān)斷時間產(chǎn)生電路，可以平息輸出電壓波動造成的關(guān)斷時間擾動。讓系統(tǒng)在保持準(zhǔn)諧振谷底輸出的同時并避免在不同谷底導(dǎo)通引起頻率抖動造成的異音。