專利名稱：電源變換電路及其脈沖寬度調制控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源管理技術領域，更具體地說，涉及采用脈寬調制方式進行電源變換的電源管理技術，尤其是小功率的脈寬調制控制方案，特別是具有線電壓補償?shù)碾娫醋儞Q電路及其使用的PWM控制器。
背景技術：
PWM技術是在電源變換領域廣泛使用的技術，在實現(xiàn)便攜設備的適配器和充電器方案的AC-DC應用中可以用來控制和調整輸出電壓和輸出功率。目前的低功率電源變換器的方案主要是變壓器次邊采用運放電路實現(xiàn)恒流，電壓基準電路實現(xiàn)恒壓，或采用電壓基準電路實現(xiàn)恒壓和三極管實現(xiàn)恒流。在實際使用中，各方案都需要加入各種保護功能如過壓過流、恒功率、短路和開路保護，來保護整個電源變換器，以免造成永久性的損壞。目前已廣泛使用的各種PWM控制器幾乎都是采用柵極驅動，監(jiān)測PWM控制器的電源輸入端來實現(xiàn)短路保護功能。
一種新型的PWM控制器采用發(fā)射極驅動方式，減少了PWM控制器的管腳，與傳統(tǒng)的采用柵極驅動的PWM控制器相比，降低了系統(tǒng)成本。其電源輸入端同時又是光耦反饋端，系統(tǒng)輸出端短路后，輸出電壓下降，進入重啟動模式，最大峰值電流隨著線電壓的升高受到限制，同時放電通路起作用，聯(lián)合起到有效的短路保護效果。
下面的公式示出了本發(fā)明的輸出功率與各參數(shù)之間的關系 其中，Pout是輸出功率、Vout是輸出電壓、Rout是輸出電阻、Pin是輸入功率、Lp是變壓器原邊電感、Ipk是原邊峰值電流、f是PWM控制器的振蕩頻率、T是PWM控制器的振蕩周期、η是電源變換器的轉換效率、ton是原邊控制器的開啟時間。
通過上面的公式可見，整個電路系統(tǒng)的最大輸出功率隨線電壓的升高而增大，線電壓的輸入范圍是90-264V(ac)，高壓段的最大功率PH將是低壓段的最大功率PL的8.6倍。在高壓段因輸入功率太大容易發(fā)生元件過熱而出現(xiàn)炸機的危險，為此，需要對該電路進行進一步的改進以消除這種危險。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具有線電壓補償功能的PWM控制器以及使用該控制器的電源變換電路，該電路還是采用發(fā)射極驅動方式的PWM控制器，在充分利用發(fā)射極驅動方式的基礎上進行線電壓的補償，有效地消除功率過大而引起的炸機的危險。
根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種脈沖寬度調制PWM控制器，該PWM控制器中的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
根據(jù)一實施例，該PWM控制器包括五個向外的輸入輸出接口驅動外部功率管的輸出驅動端；該PWM控制器的電源輸入正端；檢測線電壓變化的采樣輸入端；該PWM控制器的電源輸入負端；具備放電功能的放電輸入端。
根據(jù)一實施例，該PWM控制器包括 啟動電路，與電源輸入正端和輸出驅動端連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器，由第一UVLO比較器控制，啟動電路決定該電源輸入正端在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓； 時鐘電路，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路的輸出端連接到PWM邏輯電路； 內(nèi)部基準電路，產(chǎn)生一基準電壓，該基準電壓是作為各比較器輸入端的參考電平； 第一UVLO比較器，該第一UVLO比較器的一輸入端接電源輸入正端，另一輸入端接基準電壓，該第一UVLO比較器的輸出分別接到啟動電路和PWM邏輯電路； 誤差放大器，該誤差放大器的一輸入端接電源輸入正端，另一輸入端接輸入誤差電壓，該誤差電壓是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器的輸出接到PWM比較器的一個輸入端； 電流峰值比較器，連接輸出驅動電路的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器的輸出連接到線電壓補償電路的一輸入端； 線電壓補償電路，該線電壓補償電路的一輸入端連接采樣輸入端，另一輸入端連接電流峰值比較器的輸出，該線電壓補償電路，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器； PWM比較器接收來自誤差放大器和線電壓補償電路的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路； PWM邏輯電路，接收時鐘電路的輸出，響應于時鐘電路輸出的方波信號，還接收PWM比較器輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路的輸出通過驅動電路接到驅動管并通過輸出驅動端輸出驅動信號； 第二UVLO比較器，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓； 放電管，連接到具備放電功能的放電輸入端，放電管降低系統(tǒng)電壓； 放電控制電路，控制放電管的開關。
根據(jù)一實施例，電流峰值比較器與線電壓補償電路包括由第七電阻、第八電阻和第九電阻依次串接而成的第一支路，以及由第十電阻、第十一電阻和第十二電阻依次串接而成的第二支路；其中，第九電阻和第十二電阻接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端連接在第七電阻和第八電阻之間，電流峰值比較器的輸入端在第八電阻和第九電阻之間，第十電阻連接到PWM比較器。
根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種電源變換電路，該電源變換電路中的脈沖寬度調制PWM控制器的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
根據(jù)一實施例，該電源變換電路包括 PWM控制器，具有五個向外的輸入輸出接口，包括驅動外部功率管的輸出驅動端、電源輸入正端、檢測線電壓變化的采樣輸入端、電源輸入負端、和具備放電功能的放電輸入端，其中，電源輸入負端接地，電源輸入正端連接到一第三電容； 功率管，連接到PWM控制器的輸出驅動端； 變壓器，其一側的繞組連接到功率管，另一側的繞組連接輸出電壓，PWM控制器的檢測線電壓變化的采樣輸入端采集連接功率管一側的繞組的線電壓； 光耦，連接到PWM控制器的電源輸入正端和具備放電功能的放電輸入端，還耦接反饋環(huán)路； 反饋環(huán)路，包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第四電容和電壓基準電路。
根據(jù)一實施例，該電源變換電路中的PWM控制器包括 啟動電路，與電源輸入正端和輸出驅動端連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器，由第一UVLO比較器控制，啟動電路決定該電源輸入正端在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓； 時鐘電路，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路的輸出端連接到PWM邏輯電路； 內(nèi)部基準電路，產(chǎn)生一基準電壓，該基準電壓是作為各比較器輸入端的參考電平； 第一UVLO比較器，該第一UVLO比較器的一輸入端接電源輸入正端，另一輸入端接基準電壓，該第一UVLO比較器的輸出分別接到啟動電路和PWM邏輯電路； 誤差放大器，該誤差放大器的一輸入端接電源輸入正端，另一輸入端接輸入誤差電壓，該誤差電壓是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器的輸出接到PWM比較器的一個輸入端； 電流峰值比較器，連接輸出驅動電路的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器的輸出連接到線電壓補償電路的一輸入端； 線電壓補償電路，該線電壓補償電路的一輸入端連接采樣輸入端，另一輸入端連接電流峰值比較器的輸出，該線電壓補償電路，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器； PWM比較器接收來自誤差放大器和線電壓補償電路的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路； PWM邏輯電路，接收時鐘電路的輸出，響應于時鐘電路輸出的方波信號，還接收PWM比較器輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路的輸出通過驅動電路接到驅動管并通過輸出驅動端輸出驅動信號； 第二UVLO比較器，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓； 放電管，連接到具備放電功能的放電輸入端，放電管降低系統(tǒng)電壓； 放電控制電路，控制放電管的開關。
根據(jù)一實施例，該電源變換電路中的PWM控制器，其電流峰值比較器與線電壓補償電路包括由第七電阻、第八電阻和第九電阻依次串接而成的第一支路，以及由第十電阻、第十一電阻和第十二電阻依次串接而成的第二支路；其中，第九電阻和第十二電阻接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端連接在第七電阻和第八電阻之間，電流峰值比較器的輸入端在第八電阻和第九電阻之間，第十電阻連接到PWM比較器。
本實用新型的PWM控制器以及電源變換電路能在輸出短路時刻將峰值電流Ipk的最大值進行限制，同時PWM控制器的放電輸入端放電，拉長整個電路系統(tǒng)重啟周期，起到有效的短路保護效果。
本實用新型的上述的以及其他的特征、性質和優(yōu)勢將通過
以下結合附圖對實施例的描述而更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中， 圖1示出了根據(jù)本實用新型的一實施例的PWM控制器的結構圖； 圖2示出了上述實施例的PWM控制器中電流峰值比較器與線電壓補償電路及部分相關電路的一種實現(xiàn)的電路圖； 圖3示出了圖2所示的電路的主要信號的波形圖； 圖4示出了圖1所示的實施例的PWM控制器的各個端口的信號的波形圖； 圖5示出了根據(jù)本實用新型的一電源變換電路的實施例的結構圖。
具體實施方式
本實用新型的目的在于提供一種具有線電壓補償功能的PWM控制器以及使用該控制器的電源變換電路，該電路還是采用發(fā)射極驅動方式的PWM控制器，在充分利用發(fā)射極驅動方式的基礎上進行線電壓的補償，有效地消除功率過大而引起的炸機的危險。
根據(jù)本實用新型，首先提供一種脈沖寬度調制PWM控制器，該PWM控制器中的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
根據(jù)一實施例，該PWM控制器包括五個向外的輸入輸出接口，分別是驅動外部功率管的輸出驅動端OUT；該PWM控制器的電源輸入正端VCC；檢測線電壓變化的采樣輸入端VS；該PWM控制器的電源輸入負端GND；具備放電功能的放電輸入端VA。
參考圖1所示的實施例，該PWM控制器100包括 啟動電路201，與電源輸入正端VCC和輸出驅動端OUT連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器203，由第一UVLO比較器203控制，啟動電路201決定該電源輸入正端VCC在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓； 時鐘電路208，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路208的輸出端連接到PWM邏輯電路206； 內(nèi)部基準電路202，產(chǎn)生一基準電壓Vref，該基準電壓Vref是作為內(nèi)部各比較器輸入端的參考電平； 第一UVLO比較器203，該第一UVLO比較器203的一輸入端接電源輸入正端VCC，另一輸入端接基準電壓Vref，該第一UVLO比較器203的輸出分別接到啟動電路201和PWM邏輯電路206； 誤差放大器204，該誤差放大器204的一輸入端接電源輸入正端VCC，另一輸入端接輸入誤差電壓VCC_Err，該誤差電壓VCC_Err是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器204的輸出接到PWM比較器205的一個輸入端； 電流峰值比較器210，連接輸出驅動電路209的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器210的輸出連接到線電壓補償電路211的一輸入端； 線電壓補償電路211，該線電壓補償電路211的一輸入端連接采樣輸入端VS，另一輸入端連接電流峰值比較器210的輸出，該線電壓補償電路211，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器205； PWM比較器205接收來自誤差放大器204和線電壓補償電路211的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路206； PWM邏輯電路206，接收時鐘電路208的輸出，響應于時鐘電路208輸出的方波信號，還接收PWM比較器205輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路206的輸出通過驅動電路207接到驅動管209并通過輸出驅動端OUT輸出驅動信號，該驅動信號將驅動PWM控制器100外部的功率管Q1； 第二UVLO比較器212，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓； 放電管214，連接到具備放電功能的放電輸入端VA，放電管214降低系統(tǒng)電壓；展寬系統(tǒng)重啟周期，聯(lián)合最大功率限制，達到有效的短路保護效果； 放電控制電路213，控制放電管214的開關。
參考圖2，圖2示出了上述實施例的PWM控制器中電流峰值比較器與線電壓補償電路及部分相關電路的一種實現(xiàn)的電路圖。根據(jù)該實施例，電流峰值比較器210與線電壓補償電路211包括 由第七電阻R11、第八電阻R21和第九電阻R31依次串接而成的第一支路，以及 由第十電阻R12、第十一電阻R22和第十二電阻R32依次串接而成的第二支路； 其中，第九電阻R31和第十二電阻R32接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端VS連接在第七電阻R11和第八電阻R21之間，電流峰值比較器210的輸入端在第八電阻R21和第九電阻R31之間，第十電阻R12連接到PWM比較器205。
第一支路還連接到第一MOS管M1，第二支路還連接到第二MOS管M2，第一MOS管M1和第七電阻R11之間引出到PWM比較器205的負輸入端，第二MOS管M2和第十電阻R12之間引出到PWM比較器205的正輸入端。第一MOS管M1還連接基準電壓Vref，第二MOS管M2還連接誤差電壓VCC_Err。第一MOS管M1和第二MOS管M2一同構成誤差放大器204。
根據(jù)圖2所示的電路圖，當正輸入電壓VCC降低，出現(xiàn)最大占空比Dmax時，誤差電壓VCC_Err小于基準電壓Vref，偏置電流Ibias幾乎全部流經(jīng)第二MOS管M2，此時的峰值電流為 Ibias*(R12+R22+R32)＝Iline*(R21+R31)+Isense*R31； Isense＝Ipk/K； Iline＝Vin/R1； 其中，Ibias為誤差放大器的偏置電流，Iline為線電壓引入的電流。Ipk為變壓器原邊峰值電流，Isense為原邊峰值電流的比例電流，其中比例系數(shù)為K，Vin為線電壓，第七電阻R11為線電壓補償電阻，第八電阻R21、第九電阻R31、第十電阻R12、第十一電阻R22和第十二電阻R32為誤差放大器的負載電阻。
選擇好電阻比例，峰值電流Ipk隨線電壓升高而基本穩(wěn)定； 這樣最大輸出功率可以得到明顯改善。
圖3示出了圖2所示的電路的主要信號的波形圖，其中，橫坐標表示輸入電壓，縱坐標表示峰值電流。其中， 波形Ipk1表示未加線電壓補償?shù)姆逯惦娏髑€ 波形Ipk2表示補償后實際的峰值電流斜率曲線。
波形Iline_current表示為加入的線電壓補償電流曲線。
參考下面的公式 Ipk2＝Ipk1-Iline_current 可見，不加線電壓補償?shù)姆逯惦娏鳒p去加入的線電壓補償電流后，即為補償后的峰值電流曲線。
參考圖4，圖4示出了圖1所示的實施例的PWM控制器的各個端口的信號的波形圖。該PWM控制器具有五個向外連接的端口，圖4中的Vout表示為實施例的PWM控制器應用的電源變換電路系統(tǒng)輸出端的波形。VCC表示PWM控制器的電源輸入正端VCC處的輸入電壓VCC的波形。VA表示具備放電功能的放電輸入端VA處的放電電壓VA的波形。DRV表示驅動外部功率管的輸出驅動端OUT處的輸出驅動電壓的波形。IPK表示整個電路系統(tǒng)中的峰值電壓Ipk的波形。
根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供一種電源變換電路，該電源變換電路中的脈沖寬度調制PWM控制器的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
參考圖5所示，圖5示出了根據(jù)本實用新型的一電源變換電路的實施例的結構圖。該電源變換電路包括 PWM控制器U1，具有五個向外的輸入輸出接口，包括驅動外部功率管的輸出驅動端OUT、電源輸入正端VCC、檢測線電壓變化的采樣輸入端VS、電源輸入負端GND、和具備放電功能的放電輸入端VA，其中，電源輸入負端GND接地，電源輸入正端VCC連接到一第三電容C3； 功率管Q1，連接到PWM控制器U1的輸出驅動端OUT； 變壓器T1，其一側的繞組連接到功率管Q1，另一側的繞組連接輸出電壓，PWM控制器U1的檢測線電壓變化的采樣輸入端VS采集連接功率管Q1一側的繞組的線電壓； 光耦U3，連接到PWM控制器U1的電源輸入正端VCC和具備放電功能的放電輸入端VA，還耦接反饋環(huán)路； 反饋環(huán)路，包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第四電容C4和電壓基準電路U2。
該電源變換電路的工作原理是被整流后的電網(wǎng)電壓Vin經(jīng)由第一電阻R1、PWM控制器U1的輸出驅動端OUT，給電源輸入正端VCC提供啟動能量，完成系統(tǒng)的啟動過程。正常工作時則主要從變壓器T1的輔助繞組103提供PWM控制器U1的電源能量。PWM控制器U1驅動功率管Q1，通過變壓器T1的繞組101和102向輸出驅動端OUT提供能量，使輸出驅動端OUT的電壓升高；當輸出驅動端OUT到達額定電壓時，通過反饋環(huán)路，使光耦U3導通，使PWM控制器的VCC端電壓升高，從而減小輸出脈沖的占空比(ton/T)，減小傳遞到輸出驅動端OUT的能量，使Vout保持恒定。
同樣，在該電源變換電路中，該PWM控制器可以包括如下的結構，其與上面結合附圖1、2所描述的PWM控制器具有同樣的結構 啟動電路201，與電源輸入正端VCC和輸出驅動端OUT連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器203，由第一UVLO比較器203控制，啟動電路201決定該電源輸入正端VCC在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓； 時鐘電路208，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路208的輸出端連接到PWM邏輯電路206； 內(nèi)部基準電路202，產(chǎn)生一基準電壓Vref，該基準電壓Vref是作為內(nèi)部各比較器輸入端的參考電平； 第一UVLO比較器203，該第一UVLO比較器203的一輸入端接電源輸入正端VCC，另一輸入端接基準電壓Vref，該第一UVLO比較器203的輸出分別接到啟動電路201和PWM邏輯電路206； 誤差放大器204，該誤差放大器204的一輸入端接電源輸入正端VCC，另一輸入端接輸入誤差電壓VCC_Err，該誤差電壓VCC_Err是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器204的輸出接到PWM比較器205的一個輸入端； 電流峰值比較器210，連接輸出驅動電路209的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器210的輸出連接到線電壓補償電路211的一輸入端； 線電壓補償電路211，該線電壓補償電路211的一輸入端連接采樣輸入端VS，另一輸入端連接電流峰值比較器210的輸出，該線電壓補償電路211，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器205； PWM比較器205接收來自誤差放大器204和線電壓補償電路211的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路206； PWM邏輯電路206，接收時鐘電路208的輸出，響應于時鐘電路208輸出的方波信號，還接收PWM比較器205輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路206的輸出通過驅動電路207接到驅動管209并通過輸出驅動端OUT輸出驅動信號，該驅動信號將驅動PWM控制器100外部的功率管Q1； 第二UVLO比較器212，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓； 放電管214，連接到具備放電功能的放電輸入端VA，放電管214降低系統(tǒng)電壓；展寬系統(tǒng)重啟周期，聯(lián)合最大功率限制，達到有效的短路保護效果； 放電控制電路213，控制放電管214的開關。
類似的，該PWM控制器中電流峰值比較器與線電壓補償電路及部分相關電路的一種實現(xiàn)的電路圖。根據(jù)該實施例，電流峰值比較器210與線電壓補償電路211包括 由第七電阻R11、第八電阻R21和第九電阻R31依次串接而成的第一支路，以及 由第十電阻R12、第十一電阻R22和第十二電阻R32依次串接而成的第二支路； 其中，第九電阻R31和第十二電阻R32接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端VS連接在第七電阻R11和第八電阻R21之間，電流峰值比較器210的輸入端在第八電阻R21和第九電阻R31之間，第十電阻R12連接到PWM比較器205。
第一支路還連接到第一MOS管M1，第二支路還連接到第二MOS管M2，第一MOS管M1和第七電阻R11之間引出到PWM比較器205的負輸入端，第二MOS管M2和第十電阻R12之間引出到PWM比較器205的正輸入端。第一MOS管M1還連接基準電壓Vref，第二MOS管M2還連接誤差電壓VCC_Err。第一MOS管M1和第二MOS管M2一同構成誤差放大器204。
本實用新型的PWM控制器以及電源變換電路能在輸出短路時刻將峰值電流Ipk的最大值進行限制，同時PWM控制器的放電輸入端放電，拉長整個電路系統(tǒng)重啟周期，起到有效的短路保護效果。
上述實施例是提供給熟悉本領域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本實用新型的，熟悉本領域的人員可在不脫離本實用新型的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本實用新型的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權利要求1.一種脈沖寬度調制PWM控制器，其特征在于，
該PWM控制器中的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
2.如權利要求1所述的PWM控制器，其特征在于，該PWM控制器包括五個向外的輸入輸出接口
驅動外部功率管的輸出驅動端(OUT)；
該PWM控制器的電源輸入正端(VCC)；
檢測線電壓變化的采樣輸入端(VS)；
該PWM控制器的電源輸入負端(GND)；
具備放電功能的放電輸入端(VA)。
3.如權利要求2所述的PWM控制器，其特征在于，該PWM控制器包括
啟動電路(201)，與電源輸入正端(VCC)和輸出驅動端(OUT)連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器(203)，由第一UVLO比較器(203)控制，所述啟動電路(201)決定該電源輸入正端(VCC)在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓；
時鐘電路(208)，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路(208)的輸出端連接到PWM邏輯電路(206)；
內(nèi)部基準電路(202)，產(chǎn)生一基準電壓(Vref)，該基準電壓(Vref)是作為各比較器輸入端的參考電平；
第一UVLO比較器(203)，該第一UVLO比較器(203)的一輸入端接電源輸入正端(VCC)，另一輸入端接基準電壓(Vref)，該第一UVLO比較器(203)的輸出分別接到啟動電路(201)和PWM邏輯電路(206)；
誤差放大器(204)，該誤差放大器(204)的一輸入端接電源輸入正端(VCC)，另一輸入端接輸入誤差電壓(VCC_Err)，該誤差電壓(VCC_Err)是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器(204)的輸出接到PWM比較器(205)的一個輸入端；
電流峰值比較器(210)，連接輸出驅動電路(209)的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器(210)的輸出連接到線電壓補償電路(211)的一輸入端；
線電壓補償電路(211)，該線電壓補償電路(211)的一輸入端連接采樣輸入端(VS)，另一輸入端連接電流峰值比較器(210)的輸出，該線電壓補償電路(211)，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器(205)；
PWM比較器(205)接收來自誤差放大器(204)和線電壓補償電路(211)的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路(206)；
PWM邏輯電路(206)，接收時鐘電路(208)的輸出，響應于時鐘電路(208)輸出的方波信號，還接收PWM比較器(205)輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路(206)的輸出通過驅動電路(207)接到驅動管(209)并通過輸出驅動端(OUT)輸出驅動信號；
第二UVLO比較器(212)，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓；
放電管(214)，連接到具備放電功能的放電輸入端(VA)，放電管(214)降低系統(tǒng)電壓；
放電控制電路(213)，控制放電管(214)的開關。
4.如權利要求3所述的PWM控制器，其特征在于，所述電流峰值比較器(210)與線電壓補償電路(211)包括
由第七電阻R11、第八電阻R21和第九電阻R31依次串接而成的第一支路，以及
由第十電阻R12、第十一電阻R22和第十二電阻R32依次串接而成的第二支路；
其中，第九電阻R31和第十二電阻R32接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端(VS)連接在第七電阻R11和第八電阻R21之間，電流峰值比較器(210)的輸入端在第八電阻R21和第九電阻R31之間，第十電阻R12連接到PWM比較器(205)。
5.一種電源變換電路，其特征在于，
該電源變換電路中的脈沖寬度調制PWM控制器的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。
6.如權利要求5所述的電源變換電路，其特征在于，該電源變換電路包括
PWM控制器(U1)，具有五個向外的輸入輸出接口，包括驅動外部功率管的輸出驅動端(OUT)、電源輸入正端(VCC)、檢測線電壓變化的采樣輸入端(VS)、電源輸入負端(GND)、和具備放電功能的放電輸入端(VA)，其中，電源輸入負端(GND)接地，電源輸入正端(VCC)連接到一第三電容(C3)；
功率管(Q1)，連接到PWM控制器(U1)的輸出驅動端(OUT)；
變壓器(T1)，其一側的繞組連接到功率管(Q1)，另一側的繞組連接輸出電壓，PWM控制器(U1)的檢測線電壓變化的采樣輸入端(VS)采集連接功率管(Q1)一側的繞組的線電壓；
光耦(U3)，連接到PWM控制器(U1)的電源輸入正端(VCC)和具備放電功能的放電輸入端(VA)，還耦接反饋環(huán)路；
反饋環(huán)路，包括第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第四電容(C4)和電壓基準電路(U2)。
7.如權利要求6所述的電源變換電路，其特征在于，該PWM控制器包括
啟動電路(201)，與電源輸入正端(VCC)和輸出驅動端(OUT)連接，還連接到第一欠壓閉鎖UVLO比較器(203)，由第一UVLO比較器(203)控制，所述啟動電路(201)決定該電源輸入正端(VCC)在啟動瞬時的門檻工作電壓和正常工作時的最低工作電壓；
時鐘電路(208)，產(chǎn)生固定頻率的方波信號，該時鐘電路(208)的輸出端連接到PWM邏輯電路(206)；
內(nèi)部基準電路(202)，產(chǎn)生一基準電壓(Vref)，該基準電壓(Vref)是作為各比較器輸入端的參考電平；
第一UVLO比較器(203)，該第一UVLO比較器(203)的一輸入端接電源輸入正端(VCC)，另一輸入端接基準電壓(Vref)，該第一UVLO比較器(203)的輸出分別接到啟動電路(201)和PWM邏輯電路(206)；
誤差放大器(204)，該誤差放大器(204)的一輸入端接電源輸入正端(VCC)，另一輸入端接輸入誤差電壓(VCC_Err)，該誤差電壓(VCC_Err)是作為調節(jié)輸出信號占空比的控制信號，該誤差放大器(204)的輸出接到PWM比較器(205)的一個輸入端；
電流峰值比較器(210)，連接輸出驅動電路(209)的電流采樣信號，實現(xiàn)電流環(huán)路反饋，該電流峰值比較器(210)的輸出連接到線電壓補償電路(211)的一輸入端；
線電壓補償電路(211)，該線電壓補償電路(211)的一輸入端連接采樣輸入端(VS)，另一輸入端連接電流峰值比較器(210)的輸出，該線電壓補償電路(211)，實現(xiàn)線電壓補償控制并將電流反饋信號和電壓反饋信號輸出到PWM比較器(205)；
PWM比較器(205)接收來自誤差放大器(204)和線電壓補償電路(211)的輸出，以誤差信號的形式輸出信號施加到PWM邏輯控制電路(206)；
PWM邏輯電路(206)，接收時鐘電路(208)的輸出，響應于時鐘電路(208)輸出的方波信號，還接收PWM比較器(205)輸出的誤差信號，決定輸出驅動脈沖的占空比，PWM邏輯電路(206)的輸出通過驅動電路(207)接到驅動管(209)并通過輸出驅動端(OUT)輸出驅動信號；
第二UVLO比較器(212)，決定放電回路導通時的電源電壓的門檻電壓；
放電管(214)，連接到具備放電功能的放電輸入端(VA)，放電管(214)降低系統(tǒng)電壓；
放電控制電路(213)，控制放電管(214)的開關。
8.如權利要求7所述的電源變換電路，其特征在于，所述電流峰值比較器(210)與線電壓補償電路(211)包括
由第七電阻(R11)、第八電阻(R21)和第九電阻(R31)依次串接而成的第一支路，以及
由第十電阻(R12)、第十一電阻(R22)和第十二電阻(R32)依次串接而成的第二支路；
其中，第九電阻(R31)和第十二電阻(R32)接地，檢測線電壓變化的采樣輸入端(VS)連接在第七電阻(R11)和第八電阻(R21)之間，電流峰值比較器(210)的輸入端在第八電阻(R21)和第九電阻(R31)之間，第十電阻(R12)連接到PWM比較器(205)。
專利摘要本實用新型揭示了一種脈沖寬度調制PWM控制器，該PWM控制器中的線電壓補償電路的輸入端連接在該PWM控制器的峰值電流比較器的輸出腳，該線電壓補償電路的輸出端連接該PWM控制器的PWM比較器。本實用新型還揭示了一種使用上述PWM控制器的電源變換電路。本實用新型的PWM控制器以及電源變換電路能在輸出短路時刻將峰值電流Ipk的最大值進行限制，同時PWM控制器的放電輸入端放電，拉長整個電路系統(tǒng)重啟周期，起到有效的短路保護效果。
文檔編號H02M1/08GK201063531SQ200720155689
公開日2008年5月21日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權日2007年7月31日
發(fā)明者段建華, 超 陳 申請人:Bcd半導體制造有限公司