專利名稱：一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及電子電路，更具體地說，本實用新型涉及隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
[0002]某些隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路采用原邊控制芯片和副邊控制芯片結(jié)合的方式來控制 隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的工作。在這類隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路中，耦合器件將副邊控制芯片產(chǎn) 生的控制信號耦合至原邊控制芯片，從而和原邊控制芯片產(chǎn)生的控制信號一起控制隔離式 電壓轉(zhuǎn)換器的工作。副邊控制芯片通常由隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓供電。[0003]隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路在啟動時，輸出電壓尚未建立，并且在輸出短路或者發(fā)生其 他故障時，輸出電壓將會掉電。在這些情況下，副邊控制芯片將因為供電不足而無法正常工 作。因此副邊控制芯片所產(chǎn)生的控制信號可能是錯誤的，將會引起隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路不 正常工作。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種改進的隔離式電壓轉(zhuǎn) 換電路。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，所述隔離式電壓 轉(zhuǎn)換電路包括:變壓器、原邊功率開關(guān)、副邊功率開關(guān)、原邊控制器、副邊控制器和耦合器 件，其中所述變壓器包括原邊繞組，副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關(guān)耦 接，所述副邊繞組與副邊功率開關(guān)耦接，所述耦合器件具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述輸入側(cè)耦 接所述副邊控制器，所述輸出側(cè)產(chǎn)生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原 邊功率開關(guān)的通斷；其中所述原邊控制器包括:峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端 和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，所述第二 輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入 端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號，所述第二輸入端接收峰 值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號；啟動控制電路，具有輸入端和輸出端，所 述輸入端接收反映流過原邊功率開關(guān)的電流的電流檢測信號，所述輸出端輸出啟動控制信 號；負載檢測電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至第 三繞組接收反饋信號，所述第二輸入端接收控制原邊功率開關(guān)的門極信號，所述輸出端輸 出負載檢測信號；選擇器，具有第一輸入端，第二輸入端，控制端和輸出端，其中所述第一輸 入端耦接至啟動控制電路的輸出端接收啟動控制信號，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的 輸出端接收邏輯控制信號，所述控制端耦接至負載檢測電路接收負載檢測信號，所述選擇 器在負載檢測信號有效時輸出啟動控制信號，在負載檢測電路無效時輸出邏輯控制信號。[0006]根據(jù)本實用新型的實施例，其中所述邏輯電路包括第一 RS觸發(fā)器，具有置位端， 復位端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號，所述復位端耦接至峰值比較器接收 峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。[0007]根據(jù)本實用新型的實施例，其中所述負載檢測電路包括:負載檢測比較器，具有第 一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收 負載檢測基準信號，所述輸出端輸出負載比較信號；脈沖電路，具有輸入端和輸出端，所述 輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出脈沖信號；鎖存器，具有時鐘端，信號輸入端口和輸 出端口，所述時鐘端口耦接至脈沖電路的輸出端接收脈沖信號，所述信號輸入端口耦接至 負載檢測比較器的輸出端接收負載比較信號，所述鎖存器在時鐘端接收到脈沖信號后輸出 負載檢測信號。[0008]根據(jù)本實用新型的實施例，其中所述啟動控制電路包括:最大峰值比較器，具有第 一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收最大峰值電流信號，所述第二輸 入端接收電流檢測信號，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號；振蕩 器，輸出具有固定頻率的時鐘信號；第二 RS觸發(fā)器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所 述置位端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述復位端耦接至最大峰值比較器接收最大峰值電 流控制信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。[0009]根據(jù)本實用新型的實施例，其中所述副邊控制器包括:誤差放大器，具有第一輸 入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接表征輸出電壓的第一反饋信號，所述 第二輸入端接收誤差基準信號，所述輸出端輸出誤差信號；誤差比較器，具有第一輸入端， 第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所 述第二輸入端耦接調(diào)制信號，所述輸出端輸出第一比較信號；第一開關(guān)，具有第一端、第二 端和控制端，其中所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收 第一比較信號，所述第一端提供頻率調(diào)制信號。[0010]根據(jù)本實用新型上述各方面的隔離式電壓轉(zhuǎn)換器電路，使系統(tǒng)在啟動過程中正常 工作，從而保證了系統(tǒng)在整個運行過程中的穩(wěn)定性。


[0011]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的原邊控制的隔離式電壓變換器的電路示意圖；[0012]圖2示出了根據(jù)本實用新型一實施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的電路結(jié)構(gòu)示意 圖；[0013]圖3不出了負載跳變時圖2電路中的各/[目號的波形不意圖；[0014]圖4示出了根據(jù)本實用新型一實施例的原邊控制器204的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0015]下面將詳細描述本實用新型的具體實施例，應(yīng)當注意，這里描述的實施例只用于 舉例說明，并不用于限制本實用新型。在以下描述中，為了提供對本實用新型的透徹理解， 闡述了大量特定細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細 節(jié)來實行本實用新型。在其他實例中，為了避免混淆本實用新型，未具體描述公知的電路、 材料或方法。[0016]在整個說明書中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味 著:結(jié)合該實施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實用新型至少一個實施 例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當?shù)慕M合和/或子組 合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員應(yīng)當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng) 當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件 或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存 在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多 個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。[0017]圖2示出了根據(jù)本實用新型一實施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的電路結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖2所示，隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20包括:輸入端口，接收輸入電壓Vin;輸出端口，提 供輸出電壓Vo ;變壓器Tl，具有原邊繞組Lp，副邊繞組Ls和第三繞組Lt，其中，原邊繞組 Lp,副邊繞組Ls和第三繞組Lt分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組Lp的第一端耦接 至輸入端口以接收輸入電壓Vin ;原邊功率開關(guān)M1，具有第一端、第二端和控制端，其中所 述第一端耦接至變壓器Tl的原邊繞組Lp的第二端，所述第二端接原邊參考地PGND ;副邊 功率開關(guān)D1，耦接在變壓器的副邊繞組Ls的第一端和輸出端口之間；副邊控制器202，具有 電源端VCC，第一反饋端FBl和耦合控制端0P，其中所述電源端VCC接收輸出電壓Vo，所述 第一反饋端FBl接收表征輸出電壓Vo的第一反饋信號Vfbl,基于輸出電壓Vo和第一反饋 信號Vfbl，所述副邊控制器202在耦合控制端OP產(chǎn)生頻率調(diào)制信號；耦合器件，包括輸入 側(cè)101-1和輸出側(cè)101-2，其中輸入側(cè)101-1耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之 間，以接收輸出電壓Vo和頻率調(diào)制信號，所述耦合器件基于所述輸出電壓和所述頻率調(diào)制 信號，在其輸出端提供頻率控制信號Con ;原邊控制器201，具有電流檢測端CS，頻率控制信 號端FRE和輸出端Drv，其中電流檢測端CS耦接表征流過原邊繞組Lp的電流的電流檢測信 號Vcs，頻率控制信號端FRE耦接至耦合器件的輸出側(cè)101 - 2接收頻率控制信號Con，所 述原邊控制器201基于電流檢測信號Vcs和頻率控制信號Con，在其輸出端Drv輸出門極信 號Gate至原邊功率開關(guān)Ml的控制端以控制原邊功率開關(guān)Ml的通斷；其中所述耦合器件的 輸出側(cè)101 - 2耦接在原邊控制器201的頻率控制信號端FRE和原邊參考地PGND之間。[0018]如圖2所示，耦合器件包括光電耦合器件。所述光電耦合器件的輸入側(cè)101 — I包 括發(fā)光二極管，其輸出側(cè)101 — 2包括光敏晶體管。所述發(fā)光二極管的陽極通過電阻R2耦 接至輸出端口以接收輸出電壓Vo ;陰極耦接至副邊控制器202的，將耦合控制端OP提供的 頻率調(diào)制信號耦合至光敏晶體管。所述光敏晶體管的一端接原邊參考地PGND，另一端輸出 所述頻率控制信號Con。所述頻率控制信號Con與頻率調(diào)制信號具有相似的波形，不同的幅 值。其中電阻R2用于限制流過發(fā)光二極管的電流。在一個實施例中，電阻R2可省略。發(fā) 光二極管和電阻R2不局限于圖2所示實施例中的連接方式。在一個實施例中，電阻R2與 發(fā)光二極管的位置互換。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，光耦器件及電阻R2的作用是為了 將頻率調(diào)制信號耦合成頻率控制信號，從而提供給原邊控制器201，任何可實現(xiàn)上述功能的 連接方式或器件(比如霍爾器件)均包含在本實用新型范圍之內(nèi)。光電耦合器件的工作原理 為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識，為敘述簡明，此處不再詳細闡述。[0019]在一個實施例中，所述副邊控制器202包括:誤差放大器102，具有第一輸入端(正 輸入端)、第二輸入端(負輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接表征輸出電壓Vo的第 一反饋信號Vfbl，所述第二輸入端接收誤差基準信號Vrefl，基于第一反饋信號Vfbl和誤差基準信號Vrefl，所述誤差放大器102在輸出端輸出誤差信號Vc ;誤差比較器103，具有 第一輸入端(負輸入端)，第二輸入端(正輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至誤 差放大器102的輸出端接收誤差信號Vc，所述第二輸入端耦接調(diào)制信號Vsaw，基于誤差信 號Vc和調(diào)制信號Vsaw,所述誤差比較器103在輸出端輸出第一比較信號；第一開關(guān)M2,具 有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至耦合控制端OP，所述第二端接副邊參考 地SGND，所述控制端耦接至誤差比較器103的輸出端接收第一比較信號，基于第一比較信 號，所述第一開關(guān)M2或開通或關(guān)斷，在所述耦合控制端OP產(chǎn)生頻率調(diào)制信號。[0020]在一個實施例中，所述副邊控制器202還包括調(diào)制信號發(fā)生器104。所述調(diào)制信號 發(fā)生器104具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至副邊功率管Dl的第一端接收同步信號， 并基于同步信號，所述調(diào)制信號發(fā)生器104在其輸出端輸出調(diào)制信號Vsaw。所述調(diào)制信號 發(fā)生器104的功能為:當副邊功率管Dl開啟時，同步信號為高，調(diào)制信號Vsaw上升；當調(diào)制 信號Vsaw上升至誤差信號Vc時，調(diào)制信號下降為低電平，等待下一次同步信號為高時，調(diào) 制信號Vsaw再次上升。調(diào)制信號發(fā)生器104為本領(lǐng)域的公知常識，為敘述簡明，此處不再 闡述其具體電路。[0021]調(diào)制信號Vsaw的產(chǎn)生并不必須基于同步信號。在一個實施例中，所述調(diào)制信號 Vsaw在每個開關(guān)周期具有固定的低電平時間t。即經(jīng)過固定時間t，調(diào)制信號Vsaw開始上 升；當調(diào)制信號Vsaw上升至誤差信號Vc時，變?yōu)榈碗娖?。再次?jīng)過固定時間t，調(diào)制信號 Vsaw上升。以上過程周而復始。所述固定低電平時間可根據(jù)實際應(yīng)用情況設(shè)置。[0022]在一個實施例中，所述原邊控制器201包括:峰值比較器107，具有第一輸入端、第 二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測信號Vcs,所述第二輸入端接收峰值 電流信號Vlim，基于所述電流檢測信號Vcs和峰值電流信號Vlim，所述峰值比較器107在 輸出端輸出峰值電流控制信號Vp ;邏輯電路108,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端， 其中第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側(cè)101-2接收頻率控制信號Con，所述第二輸入端 耦接至峰值比較器107的輸出端接收峰值電流控制信號Vp，基于頻率控制信號Con和峰值 電流控制信號Vp，所述邏輯電路108在輸出端輸出邏輯控制信號111。在該實施例中，所述 第一 RS觸發(fā)器為電平觸發(fā)。[0023]在一個實施例中，第一 RS觸發(fā)器為脈沖觸發(fā)，頻率控制信號Con下降沿有效。[0024]在一個實施例中，邏輯電路108輸出的邏輯控制信號111被用作門極信號Gate來 控制原邊功率開關(guān)Ml的通斷。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，門極信號Gate通常會經(jīng)過 驅(qū)動器加強驅(qū)動能力后再控制原邊功率開關(guān)Ml的通斷。驅(qū)動器屬于本領(lǐng)域的公知常識，為 簡便起見，在圖2中未表示。[0025]在圖2所示的實施例中，頻率控制信號Con低電平有效。邏輯電路108包括:第一 反相器109，具有輸入端和輸入端，其中輸入端耦接至耦合器件輸出側(cè)101-2接收頻率控制 信號Con，基于頻率控制信號Con，所述第一反相器109在輸出端輸出反相頻率控制信號;第 一 RS觸發(fā)器106，具有置位端” S”、復位端”R”和輸出端”Q”，其中置位端”S”耦接至第一反 相器109的輸出端接收反相頻率控制信號，復位端” R”耦接至峰值比較器107的輸出端接 收峰值電流控制信號Vp，基于反相頻率控制信號和峰值電流控制信號Vp，所述第一 RS觸發(fā) 器106在輸出端輸出邏輯控制信號111。[0026]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道:在頻率控制信號Con高電平有效的實施例中，第一反相器109可省略；第一反相器109也可位于第一 RS觸發(fā)器106內(nèi)部，即置位端為“§ ”， 該置位端”低電平有效。[0027]圖3示出了負載跳變時圖2所示隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20中的各信號的波形示意圖。其中，Iload代表負載電流，即為圖2中流過負載電阻RL的電流；OT1代表副邊功率開關(guān)Dl的通斷示意波形，并不是具體的信號波形，當副邊功率開關(guān)管Dl開通時，⑶I為高，當副邊功率開關(guān)管Dl關(guān)斷時，GDl為低；Gate代表邏輯電路108的輸出信號，也就是原邊功率開關(guān)Ml的門極/[目號，在圖2所不的實施例中，Gate為聞時，原邊功率開關(guān)Ml開通，Gate為低時，原邊功率開關(guān)Ml關(guān)斷；Vc為誤差信號；Vsaw為調(diào)制信號；Con為頻率控制信號。[0028]下面結(jié)合圖2和圖3來說明隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的工作過程。在隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20穩(wěn)定工作時，輸出電壓Vo保持不變。t0時刻，負載由重載向輕載跳變。此時輸出電壓Vo將略微上升，第一反饋信號Vfbl跟隨上升，導致誤差信號Vc上升。由于調(diào)制信號Vsaw的上升斜率是固定的，因此調(diào)制信號Vsaw上升至誤差信號Vc的時間增加，使第一比較器103輸出的第一比較信號的低電平時間增加。從而使第一開關(guān)M2的關(guān)斷時間增加。頻率控制信號Con在開關(guān)管M2關(guān)斷時為高，在開關(guān)管M2導通時為低電平脈沖，因此當負載由重載跳變?yōu)檩p載時，輸出電壓的增大將使得頻率控制信號Con的高電平時間增加， 即頻率控制信號輸出低電平脈沖的間隔增加。頻率控制信號Con經(jīng)過第一反相器109的反相后，置位第一 RS觸發(fā)器106，使邏輯控制信號111為高，即門極信號Gate為高，從而開通原邊功率開關(guān)Ml。頻率控制信號Con的低電平脈沖的間隔時間的延長，意味著原邊功率開關(guān)Ml的關(guān)斷時間增加。從而使得在一個開關(guān)周期內(nèi)，輸入電壓傳遞到負載RL的能量減小， 以適應(yīng)負載電流的下降。在tl時刻，負載由輕載跳變?yōu)橹剌d，輸出電壓Vo下降，第一反饋信號Vfbl跟隨下降，則誤差信號Vc下降，使得第一開關(guān)M2的關(guān)斷時間減少，從而使得頻率控制信號Con的高電平時間縮短，即頻率控制信號輸出低電平脈沖的間隔減小。頻率控制信號Con經(jīng)過第一反相器109的反相后，置位第一 RS觸發(fā)器106，使邏輯控制信號111為高，即門極信號Gate為高，從而開通原邊功率開關(guān)Ml。頻率控制信號Con的低電平脈沖的間隔時間的縮短，意味著原邊功率開關(guān)Ml的關(guān)斷時間縮短。從而使得在一個開關(guān)周期內(nèi)， 輸入電壓傳遞到負載RL的能量增加，以適應(yīng)負載電流的上升。[0029]由于在隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20中，當?shù)谝婚_關(guān)M2被斷開時耦合器件處于“空閑” 狀態(tài)。在空載和輕載狀態(tài)下，第一開關(guān)M2的斷開時間延長，相應(yīng)地，耦合器件的“空閑”狀態(tài)時間也被延長。因此，耦合器件及其輔助電路(如電阻R2)的功耗大大降低，從而有效提高了隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的效率。[0030]圖4示出了根據(jù)本實用新型一實施例的原邊控制器204的電路結(jié)構(gòu)示意圖。與原邊控制器201相比，所述原邊控制器204還具有第二反饋端FB2，耦接至第三繞組Lt的第一端接收第二反饋信號Vfb2，所述原邊控制器204中的邏輯電路108c還包括:負載檢測電路401,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中所述第一輸入端接收第二反饋信號 V fb2，所述第二輸入端接收門極信號Gate，基于第二反饋信號V fb2和門極信號Gate，所述負載檢測電路401在輸出端輸出負載檢測信號403 ;啟動控制電路402，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測信號V cs，基于電流檢測信號V cs，所述啟動控制電路在輸出端輸出啟動控制信號404。[0031]副邊控制器的電源端Vcc耦接至輸出端接收輸出電壓Vo作為供電電壓。在啟動時和輸出電壓Vo偏低時，副邊控制器可能由于供電不足而輸出錯誤的頻率控制信號Con。 此時，原邊控制器204采用啟動控制電路402控制原邊功率開關(guān)Ml的通斷，屏蔽副邊控制 器輸出的錯誤的頻率控制信號Con的控制。[0032]在一個實施例中，所述原邊控制器204還包括選擇器118，具有第一輸入、第二輸 入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動控制電路402接收啟動控制信號 404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收邏輯控制信號111，所述控制端接 收負載檢測信號403，基于負載檢測信號403，所述選擇器118將啟動控制信號404或邏輯 控制信號111耦接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關(guān)Ml。[0033]在一個實施例中，所述選擇器118包括單端雙擲開關(guān)(STOT)，所述單端雙擲開關(guān) 具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中其中所述第一輸入端耦接至啟動控制 電路402接收啟動控制信號404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收邏輯 控制信號111，所述控制端接收負載檢測信號403，當負載檢測信號403有效時，所述單刀 雙擲開關(guān)將啟動控制信號404耦接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關(guān)M1，當 負載檢測信號403無效時，所述單刀雙擲開關(guān)將第一 RS觸發(fā)器輸出的邏輯控制信號111耦 接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關(guān)Ml。[0034]在一個實施例中，所述負載檢測電路401包括:負載檢測比較器121，具有第一 輸入端(負輸入端)、第二輸入端(正輸入端)和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號 Vfb2，所述第二輸入端接收負載檢測基準信號Vref2，基于第二反饋信號Vfb2和負載檢測 基準信號Vref2，所述負載檢測比較器121輸出負載比較信號125 ;脈沖電路123，具有輸入 端和輸出端，所述輸入端接收門極信號Gate,基于門極信號Gate,所述輸出端輸出脈沖信 號124 ;鎖存器126，具有時鐘端口，信號輸入端口和輸出端口，所述時鐘端口耦接至脈沖電 路123的輸出端接收脈沖信號124，所述信號輸入端口耦接至負載檢測比較器121的輸出端 接收負載比較信號125，基于脈沖信號124和負載比較信號125，所述鎖存器126在輸出端 輸出負載檢測信號403。[0035]在一個實施例中，所述負載檢測電路401還包括延時電路120,具有輸入端和輸 出端，所述輸入端接收門極信號Gate，所述輸出端耦接至脈沖電路的輸出端。當門極信號 Gate關(guān)閉原邊功率開關(guān)M1，經(jīng)過延時電路120預設(shè)的延時時間，脈沖電路123輸出脈沖信 號124。第二反饋信號Vfb2是第三繞組Lt上的電壓信號。當原邊功率開關(guān)Ml關(guān)斷后，副 邊功率開關(guān)管Dl開啟，此時第二反饋信號Vfb2跳變至輸出電壓Vo。副邊控制器202由輸 出電壓Vo供電。若是輸出電壓Vo較低(在電路啟動時期或是輸出電壓在正常工作時掉電)， 以至于副邊控制器202無法正常工作，則頻率控制信號Con可能是錯誤的。當副邊功率開 關(guān)導通時，第二反饋信號Vfb2與輸出電壓No成正比。在一個實施例中，當輸出電壓Vo較 低，以至于副邊控制器無法正常正作時，第二反饋信號Vfb2低于負載檢測基準信號Vref2， 負載檢測比較器121翻轉(zhuǎn)。在鎖存器接收到脈沖電路123輸出脈沖信號124后，將負載檢 測比較器121輸出的負載檢測比較信號鎖存住，輸出負載檢測信號403來指示輸出電壓Vo 的狀態(tài)。由上述描述可知，在每個開關(guān)周期中，負載檢測電路401都將檢測輸出電壓Vo，若 輸出電壓Vo低于一定值(第二反饋電壓Vfb2小于負載檢測基準信號Vref2),負載檢測信號 403將控制選擇器118將啟動控制電路輸出的啟動控制信號404作為門極信號Gate。延 時電路120的延時時間是為了鎖存器126鎖存的信號是在第二反饋信號Vfb2穩(wěn)定的狀態(tài)下得到的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，負載檢測基準信號Vref2和延時電路120的延 時時間可根據(jù)實際電路應(yīng)用情況進行設(shè)置。[0036]在一個實施例中，啟動控制電路402包括:最大峰值比較器119，具有第一輸入端、 第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測信號Vcs，所述第二輸入端接收峰值 電流信號最大值Vlim_max,基于電流檢測信號Vcs和峰值電流信號最大值Vlim_max,所述 最大峰值比較器119在輸出端輸出最大峰值電流控制信號Vmp ;振蕩器114,輸出時鐘信號 Vosc ;第二 RS觸發(fā)器117，具有置位端“S”、復位端“R”和輸出端“Q”，所述置位端“S”耦接 至振蕩器114接收時鐘信號Vosc，所述復位端“R”耦接至最大峰值比較器119的輸出端接 收最大峰值電流控制信號Vmp,基于時鐘信號Vosc和最大峰值電流控制信號Vmp,所述第二 RS觸發(fā)器117在輸出端“Q”輸出啟動控制信號404。[0037]在一個實施例中，振蕩器114輸出的時鐘信號Vosc具有固定頻率fsjnax，即隔離 式電壓轉(zhuǎn)換電路的最大工作頻率。最大峰值比較器119將電流檢測信號Vcs與峰值電流信 號最大值Vlim_max相比較從而輸出信號來控制第二 RS觸發(fā)器117的置位端。[0038]根據(jù)本發(fā)明實施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，包含啟動控制電路和負載檢測電路， 因此，在電路啟動時，能有效判斷電路情況，并啟用啟動控制電路，使系統(tǒng)在啟動過程中正 常工作。從而保證了系統(tǒng)在整個運行過程中的穩(wěn)定性。[0039]雖然已參照幾個典型實施例描述了本實用新型，但應(yīng)當理解，所用的術(shù)語是說明 和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離實用新 型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求 所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型 都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，所述隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路包括:變壓器、原邊功率開關(guān)、 副邊功率開關(guān)、原邊控制器、副邊控制器和耦合器件，其中所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關(guān)耦接，所述副邊繞組與副邊功率開關(guān)耦接， 所述耦合器件具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述輸入側(cè)耦接所述副邊控制器，所述輸出側(cè)產(chǎn)生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原邊功率開關(guān)的通斷，其特征在于，其中所述原邊控制器包括:峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，所述第二輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號，所述第二輸入端接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號；啟動控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收反映流過原邊功率開關(guān)的電流的電流檢測信號，所述輸出端輸出啟動控制信號；負載檢測電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至第三繞組接收反饋信號，所述第二輸入端接收控制原邊功率開關(guān)的門極信號，所述輸出端輸出負載檢測信號；選擇器，具有第一輸入端，第二輸入端，控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動控制電路的輸出端接收啟動控制信號，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯控制信號，所述控制端耦接至負載檢測電路接收負載檢測信號，所述選擇器在負載檢測信號有效時輸出啟動控制信號，在負載檢測信號無效時輸出邏輯控制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述邏輯電路包括第一 RS觸發(fā)器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號，所述復位端耦接至峰值比較器接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。
3.如權(quán)利要求1所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述負載檢測電路包括:負載檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收負載檢測基準信號，所述輸出端輸出負載比較信號；脈沖電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出脈沖信號;鎖存器，具有時鐘端，信號輸入端口和輸出端口，所述時鐘端口耦接至脈沖電路的輸出端接收脈沖信號，所述信號輸入端口耦接至負載檢測比較器的輸出端接收負載比較信號， 所述鎖存器在時鐘端接收到脈沖信號后輸出負載檢測信號。
4.如權(quán)利要求1所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述啟動控制電路包括: 最大峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收最大峰值電流信號，所述第二輸入端接收電流檢測信號，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號；振蕩器，輸出具有固定頻率的時鐘信號；第二 RS觸發(fā)器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所述置位端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述復位端耦接至最大峰值比較器接收最大峰值電流控制信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。
5.如權(quán)利要求Γ4任一項所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述副邊控制器包括:誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接表征輸出電壓的第一反饋信號，所述第二輸入端接收誤差基準信號，所述輸出端輸出誤差信號；誤差比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所述第二輸入端耦接調(diào)制信號，所述輸出端輸出第一比較信號;第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號，所述第一端提 供頻率調(diào)制信號。
專利摘要本實用新型提出了一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路。所述隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路包括變壓器、原邊功率開關(guān)、副邊功率開關(guān)、原邊控制器、副邊控制器和耦合器件，所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關(guān)耦接，副邊繞組與副邊功率開關(guān)耦接，所述耦合器件具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述輸入側(cè)耦接所述副邊控制器，所述輸出側(cè)產(chǎn)生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原邊功率開關(guān)的通斷，所述原邊控制器包括峰值比較器、邏輯電路、啟動控制電路、負載檢測電路和選擇器。
文檔編號H02M1/36GK202978708SQ20122020190
公開日2013年6月5日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者王斯然, 張軍明, 任遠程 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司