專利名稱：反激式開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技木，特別涉及一種反激式開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的一種反激式開關(guān)電源包括一個(gè)變壓器、ー個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、一個(gè)采樣電阻及一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路。變壓器的初級(jí)線圈、場(chǎng)效應(yīng)管、采樣電阻及輸入電源組成ー個(gè)回路(場(chǎng)效應(yīng)管的源極及漏極分別與初級(jí)線圈及采樣電阻相連)。脈沖寬度調(diào)制電路控制場(chǎng)效應(yīng)管的打開與關(guān)閉，從而控制變壓器的次級(jí)線圈的輸出電壓的大小。具體地，脈沖寬度調(diào)制電路包括一個(gè)誤差放大器、一個(gè)比較器、一個(gè)鎖存器及一個(gè)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器。誤差放大器用于放大次級(jí)線圈的輸出電壓與ー個(gè)預(yù)定的理想電壓之間的電壓誤差，并作為比較器的反相輸入。采樣電阻上的電壓(對(duì)應(yīng)流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流，以下稱采樣電壓)作為比較器的正相輸入。比較器的輸出作為鎖存器的復(fù)位輸入。時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器的輸出作為鎖存器的置位 輸入。鎖存器的輸出作為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極輸入。如此，時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器的一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)，鎖存器置位，場(chǎng)效應(yīng)管打開，反激式開關(guān)電源打開，采樣電壓逐漸增大，直至觸及電壓誤差。而采樣電壓一旦觸及電壓誤差，則比較器輸出高電平，鎖存器復(fù)位，場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)閉，反激式開關(guān)電源也關(guān)閉，直至下ー個(gè)時(shí)鐘脈沖到來。然而，受到寄生電感的影響，場(chǎng)效應(yīng)管每次打開時(shí)，采樣電壓往往會(huì)出現(xiàn)ー個(gè)噪聲峰，若噪聲峰高于電壓誤差，比較器將在場(chǎng)效應(yīng)器打開時(shí)就對(duì)鎖存器復(fù)位，直接關(guān)閉場(chǎng)效應(yīng)管，導(dǎo)致反激式開關(guān)電源啟動(dòng)失效。為此，可在比較器與采樣電阻之間增加ー個(gè)前緣消隱(leading edge blanking, LEB)裝置,使比較器忽略場(chǎng)效應(yīng)管毎次打開瞬間的采樣電壓。如此，場(chǎng)效應(yīng)管每次打開時(shí)，即使采樣電壓出現(xiàn)高于誤差電壓的噪聲峰，比較器也不對(duì)鎖存器復(fù)位，防止反激式開關(guān)電源受到噪聲峰的干擾。然而，在某些時(shí)刻，例如，反激式開關(guān)電源剛啟動(dòng)吋，輸入電源偶爾會(huì)出現(xiàn)ー個(gè)瞬間高壓，對(duì)應(yīng)地，采樣電壓會(huì)出現(xiàn)ー個(gè)比噪聲峰更高的尖峰，這個(gè)尖峰也可能被前緣消隱裝置遮沒，導(dǎo)致輸入電源的瞬間高壓傳遞到次級(jí)線圈的輸出電壓，損害負(fù)載。反激式開關(guān)電源的瞬間過流保護(hù)能力差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供ー種瞬間過流保護(hù)能力強(qiáng)的反激式開關(guān)電源。一種反激式開關(guān)電源，其包括一個(gè)變壓器、ー個(gè)開關(guān)電路、一個(gè)采樣電路及ー個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路。該變壓器包括一個(gè)初級(jí)線圈及一個(gè)次級(jí)線圈。該開關(guān)電路包括兩個(gè)連接端及一個(gè)控制端。該控制端用于控制該兩個(gè)連接端的連接與斷開。該兩個(gè)連接端連接時(shí)，該初級(jí)線圈、該開關(guān)電路、該采樣電路與一個(gè)輸入電源組成ー個(gè)回路。該采樣電路包括ー個(gè)采樣輸出端，用于采樣該回路的電流并通過該采樣輸出端輸出ー個(gè)與該回路的電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓。該脈沖寬度調(diào)制電路包括一個(gè)誤差放大器、ー個(gè)第一比較器、一個(gè)鎖存器、ー個(gè)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器、ー個(gè)前沿消隱裝置及ー個(gè)過流保護(hù)裝置。該誤差放大器用于計(jì)算該次級(jí)線圈的輸出電壓與一個(gè)預(yù)定的理想電壓之間的差值，并放大該差值以得到ー個(gè)電壓誤差。該第一比較器包括ー個(gè)第一輸出端，用于比較該電壓誤差與該米樣電壓，該米樣電壓高于或等于該電壓誤差時(shí)，該第一輸出端輸出高電平，而該米樣電壓小于該電壓誤差時(shí)，該第一輸出端輸出低電平。該鎖存器包括一個(gè)置位端、一個(gè)復(fù)位端及ー個(gè)鎖存輸出端，該置位端輸入高電平吋，該鎖存輸出端輸出高電平。該復(fù)位端輸入高電平吋，該鎖存輸出端輸出低電平。該時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器用于產(chǎn)生ー個(gè)時(shí)鐘脈沖序列。該時(shí)鐘脈沖序列接入該置位端。該第一輸出端連接至該復(fù)位端。該鎖存輸出端連接至該控制端。該前沿消隱裝置設(shè)置在該采樣輸出端與該第一比較器之間，用于在該兩個(gè)連接端連接瞬間遮沒該采樣電壓。該過流保護(hù)裝置用于比較該采樣電壓與一個(gè)預(yù)定電壓，并在該采樣電壓高于該預(yù)定電壓時(shí)控制該脈沖寬度調(diào)制電路向該控制端施加低電平。如此，該反激式開關(guān)電源通常可以忽略該兩個(gè)連接端連接瞬間該采樣電壓可能出現(xiàn)的噪聲峰，而若該輸入電源出現(xiàn)瞬間高壓導(dǎo)致該采樣電壓高于該預(yù)定電壓吋，該脈沖寬度調(diào)制電路將關(guān)閉該開關(guān)電路，防止該輸入電源的瞬間高壓向該次級(jí)線圈傳遞而損害負(fù)載，瞬間過流保護(hù)能力強(qiáng)。


圖I為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的反激式開關(guān)電源的電路示意圖。圖2為圖I的反激式開關(guān)電源的工作時(shí)序圖。主要元件符號(hào)說明
反激式開關(guān)電源 |ιο變壓器100
初級(jí)線圈102
次級(jí)線圈104
開關(guān)電路_200_
兩個(gè)連接端202，204
控制端_206
場(chǎng)效應(yīng)管208
采樣電路300
采樣輸出端302
采樣電阻304
脈沖寬度調(diào)制電路 400誤差放大器402
第一比較器404
鎖存器_406_
時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器 408 前沿消隱裝置 410 過流保護(hù)裝置 412 id—輸出端 414 置位端 416 復(fù)位端 418 鎖存輸出端 420 輸入端 422 輸出端 424 第一正相輸入端 426 id—反相輸入端 428 第二比較器 430 第二輸出端_|432第二正相輸入端1:434
第二反相輸入端436_
低通濾波器_500_
電阻502
電容504
輸入電源20
相輸入端22
噪聲峰30
尖峰00
如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)ー步說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖I及圖2，本發(fā)明較佳實(shí)施方式的反激式開關(guān)電源10，其包括一個(gè)變壓器100、ー個(gè)開關(guān)電路200、ー個(gè)采樣電路300及一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路400。該變壓器100包括ー個(gè)初級(jí)線圈102及ー個(gè)次級(jí)線圈104。該開關(guān)電路200包括兩個(gè)連接端202，204及一個(gè)控制端206。該控制端206用于控制該兩個(gè)連接端202，204的連接與斷開。該兩個(gè)連接端202，204連接時(shí)，該初級(jí)線圈102、該開關(guān)電路200、該采樣電路300與一個(gè)輸入電源20組成ー個(gè)回路(圖未標(biāo))。該米樣電路300包括ー個(gè)米樣輸出端302,用于采樣該回路的電流并通過該采樣輸出端302輸出ー個(gè)與該回路的電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓
該脈沖寬度調(diào)制電路400包括包括一個(gè)誤差放大器402、ー個(gè)第一比較器404、ー個(gè)鎖存器406、一個(gè)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器408、ー個(gè)前沿消隱裝置410及ー個(gè)過流保護(hù)裝置412。該誤差放大器402用于計(jì)算該次級(jí)線圈104的輸出電壓^與一個(gè)預(yù)定的理想電壓Ke/之間的差值，并放大該差值以得到ー個(gè)電壓誤差^。該第一比較器404包括ー個(gè)第一輸出端414,用于比較該電壓誤差作與該采樣電壓，該采樣電壓C高于或等于該電壓誤差時(shí)，該第
ー輸出端414輸出高電平,而該米樣電壓K小于該電壓誤差ル時(shí)，該第一輸出端414輸出
低電平。該鎖存器406包括一個(gè)置位端416、一個(gè)復(fù)位端418及ー個(gè)鎖存輸出端420，該置位端416輸入高電平時(shí)，該鎖存輸出端420輸出高電平。該復(fù)位端418輸入高電平時(shí)，該鎖存輸出端420輸出低電平。該時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器408用于產(chǎn)生ー個(gè)時(shí)鐘脈沖序列。該時(shí)鐘脈沖序列接入該置位端416。該第一輸出端414連接至該復(fù)位端418。該鎖存輸出端420連接至該控制端206。該前沿消隱裝置410設(shè)置在該采樣輸出端302與該比較器404之間，用
于在該兩個(gè)連接端202，204連接瞬間遮沒該采樣電壓K。該過流保護(hù)裝置412用于比較
該采樣電壓^與ー個(gè)預(yù)定電壓，并在該采樣電壓^高于或等于該預(yù)定電壓時(shí)控制該脈沖寬度調(diào)制電路400向該控制端206施加低電平。如此，該反激式開關(guān)電源10通?？梢院雎栽搩蓚€(gè)連接端連202，204接瞬間該采樣電壓可能出現(xiàn)的噪聲峰30 (請(qǐng)參圖2)，而若該輸入電源20出現(xiàn)瞬間高壓導(dǎo)致該采樣
電壓^高于該預(yù)定電壓な，該脈沖寬度調(diào)制電路400將關(guān)閉該開關(guān)電路200，防止該輸入
電源20的瞬間高壓向該次級(jí)線圈104傳遞而損害負(fù)載，瞬間過流保護(hù)能力強(qiáng)。具體的，該變壓器100可以采用隔離功率變壓器。
該開關(guān)電路200可以采用ー個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管208。該場(chǎng)效應(yīng)管的源極S及漏極D充當(dāng)該兩個(gè)連接端202，204。該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G充當(dāng)該控制端206。該采樣電路300可以包括ー個(gè)采樣電阻304。該兩個(gè)連接端202，204連接時(shí)，該初級(jí)線圈102、該開關(guān)電路200與該采樣電阻304連接在該輸入電源20的相輸入端22及地之間，構(gòu)成回路。該誤差放大器402為ー個(gè)功率放大器，包括兩個(gè)輸入端422及ー個(gè)輸出端424。該兩個(gè)輸入端422分別接入該次級(jí)線圈104的輸出電壓輸出電壓K與該預(yù)定的理想電壓Kff，該輸出端424用于輸出該誤差電圧；。除該第一輸出端414タト，該第一比較器404包括ー個(gè)第一正相輸入端426及ー個(gè)第一反相輸入端428。該誤差電圧し接入該第一反相輸入端428。該米樣電壓^通過該前沿消隱裝置410接入該第一正相輸入端426。
該鎖存器406采用基本RS觸發(fā)器，該基本RS觸發(fā)器的R端、S端及Q端分別充當(dāng)該復(fù)位端418、該置位端416及該鎖存輸出端420。該時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器408可以采用諧振器，如石英諧振器。優(yōu)選地，該反激式開關(guān)電源10還包括一個(gè)低通濾波器500，用于過濾該采樣電壓
K，以防止過高的該噪聲峰30進(jìn)入該第一比較器404。該低通濾波器500包括一個(gè)連接在
該采樣電阻304與該前沿消隱裝置410之間的電阻502及一個(gè)連接在該前沿消隱裝置410與地之間的電容504。在本實(shí)施方式中，該過流保護(hù)裝置412包括ー個(gè)第二比較器430。該第二比較器430包括ー個(gè)第二輸出端432，用于比較該預(yù)定電壓Fgl與該采樣電壓^，該采樣電壓^高
于或等于該預(yù)定電壓Kl時(shí)，該第二輸出端432輸出高電平，而該采樣電壓K小于該預(yù)定電
壓時(shí)，該第二輸出端432輸出低電平。該第二輸出端432接入該復(fù)位端418。具體地，該第二比較器430還包括ー個(gè)第二正相輸入端434及ー個(gè)第二反相輸入端436。該第二正相輸入端434接入該預(yù)定電壓。該第二反相輸入端436接入該采樣電壓^。如此，當(dāng)該輸入電源20在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)ー個(gè)瞬間高壓使得該采樣電壓Γ對(duì)應(yīng)出現(xiàn)
ー個(gè)高于該預(yù)定電壓Kl的尖峰40。該第二輸出端432輸出高電平，立即對(duì)該鎖存器406復(fù)
位，該開關(guān)電路200關(guān)閉，從而避免該瞬間高壓傳遞到該次級(jí)線圈104。而當(dāng)該輸入電源20正常工作時(shí)，在ー個(gè)時(shí)鐘脈沖到來后，該鎖存器406置位，該
開關(guān)電路200打開，流經(jīng)該采樣電路300的電流逐漸增加，對(duì)應(yīng)地，該采樣電壓^也逐漸增カロ。具體地，流經(jīng)該采樣電路300的電流及該采樣電壓匕以5%/￡的斜率線性增加,其中^カ該輸入電源20的輸入電壓，而L為該初級(jí)線圈102的電感。當(dāng)然，受到寄生電感的影響，該開關(guān)電路200剛接通瞬間，該采樣電壓^往往會(huì)出現(xiàn)該噪聲峰30。除該噪聲峰30將被該前沿消隱裝置410遮沒外，其他時(shí)候該采樣電壓匕接入該第一正相輸入端426。直至該采樣電壓K觸及該電壓誤差[總之，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施方式僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對(duì) 以上實(shí)施例所作的適當(dāng)改變和變化都落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種反激式開關(guān)電源，其包括一個(gè)變壓器、一個(gè)開關(guān)電路、一個(gè)采樣電路及一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路；該變壓器包括一個(gè)初級(jí)線圈及一個(gè)次級(jí)線圈；該開關(guān)電路包括兩個(gè)連接端及一個(gè)控制端；該控制端用于控制該兩個(gè)連接端的連接與斷開；該兩個(gè)連接端連接時(shí)，該初級(jí)線圈、該開關(guān)電路、該采樣電路與一個(gè)輸入電源組成一個(gè)回路；該采樣電路包括一個(gè)采樣輸出端，用于采樣該回路的電流并通過該采樣輸出端輸出一個(gè)與該回路的電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓；該脈沖寬度調(diào)制電路包括一個(gè)誤差放大器、一個(gè)第一比較器、一個(gè)鎖存器、一個(gè)時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器、一個(gè)前沿消隱裝置及一個(gè)過流保護(hù)裝置；該誤差放大器用于計(jì)算該次級(jí)線圈的輸出電壓與一個(gè)預(yù)定的理想電壓之間的差值，并放大該差值以得到一個(gè)電壓誤差；該第一比較器包括一個(gè)第一輸出端，用于比較該電壓誤差與該米樣電壓，該米樣電壓高于或等于該電壓誤差時(shí)，該第一輸出端輸出高電平，而該米樣電壓小于該電壓誤差時(shí)，該第一輸出端輸出低電平；該鎖存器包括一個(gè)置位端、一個(gè)復(fù)位端及一個(gè)鎖存輸出端，該置位端輸入高電平時(shí)，該鎖存輸出端輸出高電平；該復(fù)位端輸入高電平時(shí)，該鎖存輸出端輸出低電平；該時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器用于產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖序列；該時(shí)鐘脈沖序列接入該置位端；該第一輸出端連接至該復(fù)位端；該鎖存輸出端連接至該控制端；該前沿消隱裝置設(shè)置在該采樣輸出端與該第一比較器之間，用于在該兩個(gè)連接端連接瞬間遮沒該采樣電壓；該過流保護(hù)裝置用于比較該采樣電壓與一個(gè)預(yù)定電壓，并在該采樣電壓高于該預(yù)定電壓時(shí)控制該脈沖寬度調(diào)制電路向該控制端施加低電平。
2.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該變壓器采用隔離功率變壓器。
3.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該開關(guān)電路采用一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管；該兩個(gè)連接端分別為該場(chǎng)效應(yīng)管的源極及漏極充；而該控制端則為該場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
4.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該采樣電路包括一個(gè)采樣電阻；該兩個(gè)連接端連接時(shí)，該初級(jí)線圈、該開關(guān)電路與該采樣電阻連接在該輸入電源的相輸入端及地之間，構(gòu)成回路。
5.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該誤差放大器為一個(gè)功率放大器，包括兩個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端；該兩個(gè)輸入端分別接入該次級(jí)線圈的輸出電壓與該預(yù)定的理想電壓，該輸出端用于輸出該誤差電壓。
6.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該第一比較器還包括一個(gè)第一正相輸入端及一個(gè)第一反相輸入端；該誤差電壓接入該第一反相輸入端；該米樣電壓通過該前沿消隱裝置接入該第一正相輸入端。
7.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該鎖存器采用一個(gè)基本RS觸發(fā)器，該基本RS觸發(fā)器的R端、S端及Q端分別充當(dāng)該復(fù)位端、該置位端及該鎖存輸出端。
8.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該反激式開關(guān)電源還包括一個(gè)低通濾波器，該低通濾波器包括一個(gè)連接在該采樣電路與該前沿消隱裝置之間的電阻及一個(gè)連接在該前沿消隱裝置與地之間的電容。
9.如權(quán)利要求I所述的反激式開關(guān)電源，其特征在于，該過流保護(hù)裝置包括一個(gè)第二比較器；該第二比較器包括一個(gè)第二輸出端，用于比較該預(yù)定電壓與該采樣電壓，該采樣電壓高于或等于該預(yù)定電壓時(shí)，該第二輸出端輸出高電平，而該采樣電壓小于該預(yù)定電壓時(shí)，該第二輸出端輸出低電平；該第二輸出端接入該復(fù)位端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種反激式開關(guān)電源，其包括一個(gè)變壓器、一個(gè)采樣電路、一個(gè)開關(guān)電路及一個(gè)脈沖寬度調(diào)制電路。當(dāng)該開關(guān)電路打開后，該變壓器的初級(jí)線圈、該開關(guān)電路及該采樣電路與一個(gè)輸入電源組成一個(gè)回路。該采樣電路輸出一個(gè)與該回路的電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓。該脈沖寬度調(diào)制電路獲取一個(gè)表征該變壓器的次級(jí)線圈的輸出電壓與一個(gè)預(yù)定的理想電壓之間差值的誤差電壓，并在該采樣電壓增大至該誤差電壓時(shí)關(guān)閉該開關(guān)電路。該脈沖寬度調(diào)制電路還在該開關(guān)電路打開瞬間忽略該誤差電壓而改為比較該采樣電壓與一個(gè)預(yù)定電壓，并在該采樣電壓高于該預(yù)定電壓時(shí)關(guān)閉該開關(guān)電路，以忽略該采樣電壓可能出現(xiàn)的噪聲峰而防止瞬間高壓向該次級(jí)線圈傳遞而損害負(fù)載。
文檔編號(hào)H02H7/10GK102684507SQ201110064008
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者洪宗良, 王禹斌, 葛熾昌 申請(qǐng)人:國(guó)璉電子(上海)有限公司, 寰永科技股份有限公司