專利名稱：一種開關電源及其多閾值開關電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于開關電源技術領域，尤其涉及一種開關電源及其多閾值開關電路。
背景技術：
目前，隨著開關電源技術的不斷發(fā)展和更新，開關電源已具備效率高、體積小及成本低的優(yōu)點，所以其已經被廣泛應用于各種電子設備中。特別是在手機充電器或適配器或待機電源等電源中，開關電源一般只需要具備恒壓輸出功能即可。為了在手機充電器或適配器等電源中實現恒壓輸出，現有技術提供了一種原邊反饋反激型開關電源，其需要對開關管的導通電流進行采樣，并通過內部控制器的獨立管腳對輸出反饋電壓進行采樣后，由控制器按照一定的占空比和開關頻率以調整輸出電壓，在多次調整后實現恒定電壓輸出。雖然前述的現有技術能夠實現恒壓輸出，但因其需要采樣開關管的導通電流以及獨立管腳采樣輸出反饋電壓而導致其控制器的外圍電路結構相對復雜，成本增加，同時降低了整個開關電源系統(tǒng)的抗干擾能力，影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性差。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種開關電源的多閾值開關電路，旨在解決現有技術所存在的開關電源系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性差，電路結構復雜且成本高的問題。本實用新型是這樣實現的，一種開關電源的多閾值開關電路，與開關電源中的采樣與供電電路、啟動電路及變壓器Tl相連接，所述采樣與供電電路用于對所述開關電源的輸出電壓進行采樣并為多閾值開關電路提供供電電源，所述啟動電路用于在所述開關電源上電之初為所述多閾值開關電路提供啟動電壓，所述采樣與供電電路的輸出端與所述啟動電路的輸出端共接，所述多閾值開關電路具有一電源端，所述多閾值開關電路的電源端連接所述采樣與供電電路的輸出端，所述多閾值開關電路包括采樣電壓判斷模塊、壓控振蕩模塊、基準電壓產生模塊及功率開關；所述采樣電壓判斷模塊的電源端為所述多閾值開關電路的電源端，所述壓控振蕩模塊的電源端與所述基準電壓產生模塊的電源端共接于所述采樣電壓判斷模塊的電源端，所述壓控振蕩模塊的控制端和輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的輸出端和所述功率開關的控制端，所述基準電壓產生模塊的第一基準輸出端、第二基準輸出端及第三基準輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的第一基準輸入端、第二基準輸入端及第三基準輸入端，所述基準電壓產生模塊的第四基準輸出端及第五基準輸出端分別與所述壓控振蕩模塊的第一基準輸入端和第二基準輸入端連接，所述功率開關的輸入端和輸出端分別連接所述變壓器Tl的初級繞組的第二端和地。本實用新型的另一目的還在于提供一種開關電源，所述開關電源包括整流濾波電路、變壓器Tl、采樣與供電電路、啟動電路、二次整流濾波電路及所述的多閾值開關電路。[0009]本實用新型通過在開關電源中采用包括所述采樣電壓判斷模塊、所述壓控振蕩模塊、所述基準電壓產生模塊及所述功率開關的多閾值開關電路，所述采樣電壓判斷模塊將由所述采樣與供電電路所輸出的電壓進行分壓并與所述基準電壓產生模塊所輸出的第一基準電壓、第二基準電壓及第三基準電壓進行比較，并根據比較結果輸出相應的控制信號至所述壓控振蕩模塊，所述壓控振蕩模塊根據所述控制信號、所述基準電壓產生模塊所輸出的第四基準電壓和第五基準電壓生成相應的具有特定占空比的脈沖信號，所述功率開關根據所述脈沖信號以相應的頻率進行高頻通斷切換使變壓器Tl相應地進行電能的儲存與釋放，進而實現對所述變壓器Tl的輸出電壓進行周期性調制，以達到穩(wěn)定地實現恒壓輸出的目的，且所述多閾值開關電路的采用使開關電源的電路結構進一步簡化，降低了成本，解決了現有技術所存在的開關電源系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性差，電路結構復雜且成本高的問題。

圖1是本實用新型實施例提供的開關電源的多閾值開關電路的模塊結構圖；圖2是本實用新型實施例提供的開關電源的多閾值開關電路的示例電路結構圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型實施例通過在開關電源中采用包括采樣電壓判斷模塊、壓控振蕩模塊、基準電壓產生模塊及功率開關的多閾值開關電路，采樣電壓判斷模塊將采樣與供電電路300所輸出的電壓進行分壓并與基準電壓產生模塊所輸出的第一基準電壓、第二基準電壓及第三基準電壓進行比較，并根據比較結果輸出相應的控制信號至壓控振蕩模塊，壓控振蕩模塊根據所述控制信號、基準電壓產生模塊所輸出的第四基準電壓和第五基準電壓生成相應的具有特定占空比的脈沖信號，功率開關根據所述脈沖信號以相應的頻率進行高頻通斷切換使變壓器Tl相應地進行電能的儲存與釋放，進而實現對變壓器Tl的輸出電壓進行周期性調制，以達到穩(wěn)定地實現恒壓輸出的目的，且多閾值開關電路的采用使開關電源的電路結構進一步簡化，降低了成本。圖1示出了本實用新型實施例提供的開關電源的多閾值開關電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下在本實用新型實施例中，開關電源包括多閾值開關電路100、整流濾波電路200、變壓器Tl、采樣與供電電路300、啟動電路400及二次整流濾波電路500，整流濾波電路200的輸入端接入交流市電AC，整流濾波電路200的輸出端與變壓器Tl的初級繞組的第一端I連接，變壓器Tl的次級繞組的第一端3連接二次整流濾波電路500，二次整流濾波電路500的輸出端輸出直流電驅動負載工作，變壓器Tl的次級繞組的第二端4接輸出地，采樣與供電電路300用于對開關電源的輸出電壓進行采樣并為多閾值開關電路100提供供電電源，且采樣與供電電路300包含變壓器Tl的輔助繞組、整流二極管DO及濾波電容CO ；由變壓器的特性可知，變壓器Tl次級的輸出電壓與輔助繞組電壓成匝比關系，因此通過采樣變壓器Tl的輔助繞組的電壓實現對變壓器Tl次級的輸出電壓的采樣，進而實現對開關電源輸出電壓的采樣；啟動電路400的輸入端與整流濾波電路200的輸出端連接，其包括一電阻R0，用于在開關電源上電之初為多閾值開關電路100提供啟動電壓；二次整流濾波電路500包含整流二極管Dl和電容C2。多閾值開關電路100與開關電源中的采樣與供電電路300、啟動電路400及變壓器Tl相連接，采樣與供電電路300的輸出端與啟動電路400的輸出端共接，多閾值開關電路100具有一電源端，多閾值開關電路100的電源端連接采樣與供電電路300的輸出端，多閾值開關電路100包括采樣電壓判斷模塊101、壓控振蕩模塊102、基準電壓產生模塊103及功率開關104 ；采樣電壓判斷模塊101的電源端為多閾值開關電路100的電源端，壓控振蕩模塊102的電源端與基準電壓產生模塊103的電源端共接于采樣電壓判斷模塊101的電源端，壓控振蕩模塊102的控制端和輸出端分別連接采樣電壓判斷模塊101的輸出端和功率開關104的控制端，基準電壓產生模塊103的第一基準輸出端V1、第二基準輸出端V2及第三基準輸出端V3分別連接采樣電壓判斷模塊101的第一基準輸入端Vinl、第二基準輸入端Vin2及第三基準輸入端Vin3，基準電壓產生模塊103的第四基準輸出端V4及第五基準輸出端V5分別與壓控振蕩模塊102的第一基準輸入端Vinl和第二基準輸入端Vin2連接，功率開關104的輸入端和輸出端分別連接變壓器Tl的初級繞組的第二端2和地；采樣電壓判斷模塊101將采樣與供電電路300的輸出電壓Vg進行分壓并與基準電壓產生模塊103所輸出的第一基準電壓Vr1、第二基準電壓Vr2及第三基準電壓Vr3進行比較，并根據比較結果輸出相應的控制信號Vctrl至壓控振蕩模塊102，壓控振蕩模塊102根據控制信號Vctrl、基準電壓產生模塊103所輸出的第四基準電壓Vl和第五基準電壓Vh生成相應的具有特定占空比的脈沖信號Vgf，功率開關104根據脈沖信號Vgf以相應的頻率進行高頻(如頻率為60kHz)通斷切換使變壓器Tl相應地進行電能的儲存與釋放，進而實現對變壓器Tl的輸出電壓進行調制。其中，第四基準電壓Vl小于第五基準電壓Vh。圖2示出了本實用新型實施例提供的開關電源的多閾值開關電路的示例電路結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關的部分，詳述如下作為本實用新型一優(yōu)選實施例，采樣電壓判斷模塊101包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、第一比較器C0MP1、第二比較器C0MP2、第三比較器C0MP3、第一或非門N0R1、第二或非門N0R2、第一反相器INV1、延時電路1011、NMOS管NMUPM0S 管 PMl 及第一與門 ANDl ；電阻Rl的第一端為采樣電壓判斷模塊101的電源端，電阻Rl的第二端與電阻R2的第一端共接于第一比較器COMPl的同相輸入端，電阻R2的第二端與電阻R3的第一端共接于第二比較器C0MP2的反相輸入端，電阻R3的第二端與電阻R4的第一端共接于第三比較器C0MP3的反相輸入端，電阻R4的第二端接地，第一比較器COMPl的反相輸入端、第二比較器C0MP2的同相輸入端及第三比較器C0MP3的同相輸入端分別為采樣電壓判斷模塊101的第一基準輸入端Vinl、第二基準輸入端Vin2及第三基準輸入端Vin3，第一或非門NORl的第一輸入端I和第二輸入端2分別連接第一比較器COMPl的輸出端和第二或非門N0R2的輸出端，第二或非門N0R2的第一輸入端I與第一或非門NORl的輸出端3共接于第一反相器INVl的輸入端，第二或非門N0R2的第二輸入端2接第三比較器C0MP3的輸出端，第一反相器INVl的輸出端同時與延時電路1011的輸入端及第一與門ANDl的第二輸入端2連接，延時電路1011的輸出端同時與NMOS管匪I的柵極和PMOS管PMl的柵極連接，NMOS管匪I的源極接第二比較器C0MP2的輸出端，PMOS管PMl的漏極接電阻Rl的第一端，NMOS管匪I的漏極與PMOS管PMl的源極共接于第一與門ANDl的第一輸入端I，第一與門ANDl的輸出端3為采樣電壓判斷模塊101的輸出端。其中，延時電路1011是由多個延時器構成的延時電路，根據延時時間的不同可任意調整延時器的數量。作為本實用新型一優(yōu)選實施例，壓控振蕩模塊102包括第二與門AND2、第一電流源I1、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二電流源12、第四比較器C0MP4、第五比較器C0MP5、電容Cl、第一與非門NANDl、第二與非門NAND2、第二反相器INV2及第三反相器INV3 ；第二與門AND2的第一輸入端I為壓控振蕩模塊102的控制端，第一電流源Il的輸入端為壓控振蕩模塊102的電源端，第一電流源Il的輸出端接PMOS管PM2的漏極，PMOS管PM2的柵極與NMOS管NM2的柵極共接于第二與門AND2的輸出端3，PMOS管PM2的源極與NMOS管NM2的漏極的共接點同時與第四比較器C0MP4的同相輸入端、第五比較器C0MP5的反相輸入端及電容Cl的第一端，NMOS管匪2的源極接第二電流源12的輸入端，第二電流源12的輸出端與電容Cl的第二端共接于地，第四比較器C0MP4的反相輸入端和第五比較器C0MP5的同相輸入端分別為壓控振蕩模塊102的第一基準輸入端Vinl和第二基準輸入端Vin2，第四比較器C0MP4的輸出端和第五比較器C0MP5的輸出端分別連接第一與非門NANDl的第一輸入端I和第二與非門NAND2的第二輸入端2，第一與非門NANDl的第二輸入端2接第二與非門NAND2的輸出端3，第二與非門NAND2的第一輸入端I與第一與非門NANDl的輸出端3共接于第二反相器INV2的輸入端，第三反相器INV3的輸入端與第二與門AND2的第二輸入端共接于第二反相器INV2的輸出端，第三反相器INV3的輸出端為壓控振蕩模塊102的輸出端。作為本實用新型一優(yōu)選實施例，基準電壓產生模塊103為常用的帶隙基準電路，在本實用新型實施例中，其除了為采樣電壓判斷模塊101和壓控振蕩模塊102提供基準電壓，還為壓控振蕩模塊102中的第一電流源Il和第二電流源12提供基準電流，以及為第四比較器C0MP4和第五比較器C0MP5提供偏置電流。作為本實用新型一優(yōu)選實施例，功率開關104為高壓NMOS管匪3，高壓NMOS管匪3的柵極、漏極和源極分別為功率開關104的控制端、輸入端和輸出端。在本實用新型其他實施例中，功率開關104還可以是高壓PMOS管，高壓NMOS管的柵極、漏極和源極同樣分別為功率開關104的控制端、輸入端和輸出端。在實際應用中，多閾值開關電路100可以按照上述結構及連接關系集成為一個芯片中，且采樣電壓判斷模塊101的電源端、功率開關104的輸入端和輸出端分別作為恒壓控制器的三個引腳，而不用單獨的電路去采樣功率開關104的導通電流、也不用單獨的管腳和單獨的電路去采樣開關電源的輸出電壓，這樣能夠減少芯片管腳，提高了集成度，可以采用T092或S0T89-3的三腳封裝結構，從而有效地降低封裝成本。以下對多閾值開關電路100在開關電源中的工作原理作進一步說明開關電源上電之初，整流濾波電路200對交流市電進行整流濾波后輸出高壓直流電分兩路進入啟動電路400和變壓器Tl，通過啟動電路400的電阻RO向多閾值開關電路100提供電源，則多閾值開關電路100的輸入電壓會逐漸升高，從而驅動多閾值開關電路100開始工作，功率開關104開始高頻的通斷切換工作，但由于啟動電路400中的電阻RO的阻值較大，啟動電路400提供的電流無法滿足啟動后的多閾值開關電路100的消耗，即當功率開關104在高頻的通斷切換工作后，采樣電壓判斷模塊101的電源端(也是多閾值開關電路100的電源端，即電阻Rl的第一端)的電壓會降低，因此啟動后，包含于采樣與供電電路300中的變壓器Tl的輔助繞組會向采樣電壓判斷模塊101的電源端(也即是多閾值開關電路100的電源端)提供能量。根據變壓器的匝比原理可知
「 Vtr+ VdO Nf…~2-= —( I )
VoiU + Vdl Ns其中，Nf和Ns分別是變壓器的輔助繞組和次級繞組的匝數比，VdO和Vdl分別是
整流二極管DO與整流二極管Dl的正向導通壓降(由于兩者是屬于相同類型的二極管，所以
兩者的正向壓降也是相同的)，Vg和Vout分別為采樣與供電電路300的輸出電壓和開關電
源的輸出電壓，所以開關電源的輸出電壓Vout可以表示為Ns\ Oat =-卩？.. · (Vg + VdO) -VdlI 2 /因此，從關系式(2)可知，通過控制電壓Vg恒定，便可進而控制Vout恒定。在整流濾波電路200對交流市電進行整流濾波后輸出直流電至變壓器Tl的初級繞組的第一端1，變壓器Tl開始工作并向二次整流濾波電路400輸出直流電，同時，采樣與供電電路300提供電壓Vg至電阻Rl的第一端，接著由電阻Rl、電阻R2、電阻R3及電阻R4對Vg進行分壓，分別為第一比較器COMPl的同相輸入端、第二比較器C0MP2的反相輸入端及第三比較器C0MP3的反相輸入端輸入第一分壓電壓Vgl、第二分壓電壓Vg2及第三分壓電壓Vg3，第一分壓電壓Vgl、第二分壓電壓Vg2及第三分壓電壓Vg3與采樣電壓Vg的電壓關系表不為
ΛΤ RI + R2 + R3 + R4/ \
0038 Vg =-· Vgl(3)
R2 + R3 + R4
υ R1 + R2 + R3 + R4 …Vg =-· Vg2( 4 )
R3 + R4
、r RI + R2 + R3 + R4, ^Vg =-· Vg3( 5 )
R4第一基準電壓Vrl、第二基準電壓Vr2及第三基準電壓Vr3的電壓值依次減小(即Vrl>Vr2>Vr3 )，此處引入第一參考電壓Vt1、第二參考電壓Vt2及第三參考電壓Vt3，且第一參考電壓Vtl、第二參考電壓Vt2及第三參考電壓Vt3與第一基準電壓Vrl、第二基準電壓Vr2及第三基準電壓Vr3各自的關系如下所示
...RI + R2 + R3 + R4 .,,、VtI =-· Vrl(6)
R2 + R3 + R4
RI + R2 + R3 + R.4,、Vt2 =-· Vr2( 7 )
R3 + R4
_ Rl ■+ R2 + R3 + R4 _/ η \Vt3 =-· Vr3( 8 )
R4[0045]在開關電源上電之初，米樣電壓Vg小于第一參考電壓Vtl (Vg〈Vtl),則第一與門ANDl輸出的控制信號Vctrl為低電平，壓控振蕩模塊102不啟動且輸出的脈沖信號Vgf也為低電平，所以功率開關104截止。在開關電源上電后，電壓Vg的第一分壓Vgl大于第一基準電壓Vrl,即電壓Vg大于第一參考電壓Vtl (Vg>Vtl)。此時第一比較器COMPl的輸出端輸出高電平，第三比較器C0MP3輸出低電平，則第一反相器INVl輸出高電平，延時電路1011上電之初設定為輸出低電平，則NMOS管匪I截止，PMOS管PMl導通，第一與門ANDl的第一輸入端I獲得高電平，所以第一與門ANDl輸出高電平開啟壓控振蕩模塊102工作，壓控振蕩模塊102中的第三反相器INV3輸出具有固定占空比的脈沖信號Vgf驅動功率開關104以相應的頻率實現高頻的通斷交替工作。經過采樣電壓判斷模塊101中的延時電路1011延時后，電壓Vg大于第三參考電壓Vt3 (Vg>Vt3)，延時電路1011的輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，于是，第一與門ANDl所輸出的控制信號Vctrl的變化取決于第二比較器C0MP2的輸出電平的高低，即若Vg2>Vr2(即Vg>Vt2)，第二比較器C0MP2輸出低電平，控制信號Vctrl也為低電平，壓控振蕩模塊102關閉，第三反相器INV3輸出的脈沖信號Vgf為低電平，功率開關104截止；SVr3〈Vg2〈Vr2ap Vt3〈Vg〈Vt2)，第二比較器 C0MP2 輸出高電平，控制信號 Vctrl也為高電平，壓控振蕩模塊102開啟振蕩并使第三反相器INV3輸出具有固定占空比的脈沖信號Vgf，則功率開關104以與脈沖信號Vgf相應的開關頻率實現高頻通斷交替工作。如果Vg2〈Vr3 (B卩Vg〈Vt3)，則第一比較器COMPl和第二比較器C0MP2均輸出低電平，第三比較器C0MP3輸出變?yōu)楦唠娖?，則控制信號Vctrl為低電平，壓控振蕩模塊102關閉，第三反相器INV3輸出的脈沖信號Vgf為低電平，功率開關104截止。
在上述的功率開關104處于高頻通斷切換工作時，其輸出的能量在聚集，變壓器Tl次級的輸出電壓會升高，同時電壓Vg也升高，當電壓Vg大于第二參考電壓Vt2時，功率開關104進入關閉截止狀態(tài)，而后隨著負載對輸出電壓Vout的消耗，電壓Vg會再次降低，并在電壓Vg小于第二參考電壓Vt2時，那么功率開關104又開始進行高頻的通斷交替工作。經過這樣多個周期的反復調整，在開關電源輸出穩(wěn)定時，電壓Vg會在第二參考電壓Vt2附近波動，近似相等，即電壓Vg恒定，因此開關電源的輸出電壓亦恒定，從而實現了恒壓輸出。本實用新型實施例通過在開關電源中采用包括采樣電壓判斷模塊、壓控振蕩模塊、基準電壓產生模塊及功率開關的多閾值開關電路，采樣電壓判斷模塊將采樣與供電電路所輸出的電壓進行分壓并與基準電壓產生模塊所輸出的第一基準電壓、第二基準電壓及第三基準電壓進行比較，并根據比較結果輸出相應的控制信號至壓控振蕩模塊，壓控振蕩模塊根據所述控制信號、基準電壓產生模塊所輸出的第四基準電壓和第五基準電壓生成相應的具有特定占空比的脈沖信號，功率開關根據所述脈沖信號以相應的頻率進行高頻的(如60kHz)導通和關閉的工作實現變壓器Tl的能量的儲存和釋放，進而實現對變壓器Tl的輸出電壓調制，以達到穩(wěn)定地實現恒壓輸出的目的，且多閾值開關電路的采用使開關電源的電路結構進一步簡化，降低了成本，解決了現有技術所存在的開關電源系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性差，電路結構復雜且成本高的問題。[0053]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種開關電源的多閾值開關電路，與開關電源中的采樣與供電電路、啟動電路及變壓器Tl相連接，所述采樣與供電電路用于對所述開關電源的輸出電壓進行采樣并為多閾值開關電路提供供電電源，所述啟動電路用于在所述開關電源上電之初為所述多閾值開關電路提供啟動電壓，所述采樣與供電電路的輸出端與所述啟動電路的輸出端共接，所述多閾值開關電路具有一電源端，所述多閾值開關電路的電源端連接所述采樣與供電電路的輸出端，其特征在于，所述多閾值開關電路包括采樣電壓判斷模塊、壓控振蕩模塊、基準電壓產生模塊及功率開關；所述采樣電壓判斷模塊的電源端為所述多閾值開關電路的電源端，所述壓控振蕩模塊的電源端與所述基準電壓產生模塊的電源端共接于所述采樣電壓判斷模塊的電源端，所述壓控振蕩模塊的控制端和輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的輸出端和所述功率開關的控制端，所述基準電壓產生模塊的第一基準輸出端、第二基準輸出端及第三基準輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的第一基準輸入端、第二基準輸入端及第三基準輸入端，所述基準電壓產生模塊的第四基準輸出端及第五基準輸出端分別與所述壓控振蕩模塊的第一基準輸入端和第二基準輸入端連接，所述功率開關的輸入端和輸出端分別連接所述變壓器Tl的初級繞組的第二端和地。
2.如權利要求1所述的多閾值開關電路，其特征在于，所述采樣電壓判斷模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、第一比較器、第二比較器、第三比較器、第一或非門、第二或非門、第一反相器、延時電路、NMOS管NMUPM0S管PMl及第一與門；所述電阻Rl的第一端為所述采樣電壓判斷模塊的電源端，所述電阻Rl的第二端與所述電阻R2的第一端共接于所述第一比較器的同相輸入端，所述電阻R2的第二端與所述電阻R3的第一端共接于所述第二比較器的反相輸入端，所述電阻R3的第二端與所述電阻R4的第一端共接于所述第三比較器的反相輸入端，所述電阻R4的第二端接地，所述第一比較器的反相輸入端、所述第二比較器的同相輸入端及所述第三比較器的同相輸入端分別為所述采樣電壓判斷模塊的第一基準輸入端、第二基準輸入端及第三基準輸入端，所述第一或非門的第一輸入端和第二輸入端分別連接所述第一比較器的輸出端和所述第二或非門的輸出端，所述第二或非門的第一輸入端與所述第一或非門的輸出端共接于所述第一反相器的輸入端，所述第二或非門的第二輸入端接所述第三比較器的輸出端，所述第一反相器的輸出端同時與所述延時電路的輸入端及所述第一與門的第二輸入端連接，所述延時電路的輸出端同時與所述NMOS管NMl的柵極和所述PMOS管PMl的柵極連接，所述NMOS管NMl的源極接所述第二比較器的輸出端，所述PMOS管PMl的漏極接所述電阻Rl的第一端，所述NMOS管匪1的漏極與所述PMOS管PMl的源極共接于所述第一與門的第一輸入端，所述第一與門的輸出端為所述采樣電壓判斷模塊的輸出端。
3.如權利要求1所述的多閾值開關電路，其特征在于，所述壓控振蕩模塊包括第二與門、第一電流源、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二電流源、第四比較器、第五比較器、電容Cl、第一與非門、第二與非門、第二反相器及第三反相器；所述第二與門的第一輸入端為所述壓控振蕩模塊的控制端，所述第一電流源的輸入端為所述壓控振蕩模塊的電源端，所述第一電流源的輸出端接所述PMOS管PM2的漏極，所述PMOS管PM2的柵極與所述NMOS管NM2的柵極共接于所述第二與門的輸出端，所述PMOS管PM2的源極與所述NMOS管匪2的漏極的共接點同時與所述第四比較器的同相輸入端、所述第五比較器的反相輸入端及所述電容Cl的第一端，所述NMOS管匪2的源極接所述第二電流源的輸入端，所述第二電流源的輸出端與所述電容Cl的第二端共接于地，所述第四比較器的反相輸入端和所述第五比較器的同相輸入端分別為所述壓控振蕩模塊的第一基準輸入端和第二基準輸入端，所述第四比較器的輸出端和所述第五比較器的輸出端分別連接所述第一與非門的第一輸入端和第二與非門的第二輸入端，所述第一與非門的第二輸入端接所述第二與非門的輸出端，所述第二與非門的第一輸入端與所述第一與非門的輸出端共接于所述第二反相器的輸入端，所述第三反相器的輸入端與所述第二與門的第二輸入端共接于所述第二反相器的輸出端，所述第三反相器的輸出端為所述壓控振蕩模塊的輸出端。
4.如權利要求1所述的多閾值開關電路，其特征在于，所述功率開關為高壓NMOS管匪3，所述高壓NMOS管匪3的柵極、漏極和源極分別為所述功率開關的控制端、輸入端和輸出端。
5.一種開關電源，其特征在于，所述開關電源包括整流濾波電路、變壓器Tl、采樣與供電電路、啟動電路、二次整流濾波電路及多閾值開關電路，所述多閾值開關電路與開關電源中的采樣與供電電路、啟動電路及變壓器Tl相連接，所述采樣與供電電路用于對所述開關電源的輸出電壓進行采樣并為多閾值開關電路提供供電電源，所述啟動電路用于在所述開關電源上電之初為所述多閾值開關電路提供啟動電壓，所述采樣與供電電路的輸出端與所述啟動電路的輸出端共接，所述多閾值開關電路具有一電源端，所述多閾值開關電路的電源端連接所述采樣與供電電路的輸出端，其特征在于，所述多閾值開關電路包括采樣電壓判斷模塊、壓控振蕩模塊、基準電壓產生模塊及功率開關；所述采樣電壓判斷模塊的電源端為所述多閾值開關電路的電源端，所述壓控振蕩模塊的電源端與所述基準電壓產生模塊的電源端共接于所述采樣電壓判斷模塊的電源端，所述壓控振蕩模塊的控制端和輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的輸出端和所述功率開關的控制端，所述基準電壓產生模塊的第一基準輸出端、第二基準輸出端及第三基準輸出端分別連接所述采樣電壓判斷模塊的第一基準輸入端、第二基準輸入端及第三基準輸入端，所述基準電壓產生模塊的第四基準輸出端及第五基準輸出端分別與所述壓控振蕩模塊的第一基準輸入端和第二基準輸入端連接，所述功率開關的輸入端和輸出端分別連接所述變壓器Tl的初級繞組的第二端和地。
6.如權利要求5所述的開關電源，其特征在于，所述采樣電壓判斷模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、第一比較器、第二比較器、第三比較器、第一或非門、第二或非門、第一反相器、延時電路、NMOS管NMUPM0S管PMl及第一與門；所述電阻Rl的第一端為所述采樣電壓判斷模塊的電源端，所述電阻Rl的第二端與所述電阻R2的第一端共接于所述第一比較器的同相輸入端，所述電阻R2的第二端與所述電阻R3的第一端共接于所述第二比較器的反相輸入端，所述電阻R3的第二端與所述電阻R4的第一端共接于所述第三比較器的反相輸入端，所述電阻R4的第二端接地，所述第一比較器的反相輸入端、所述第二比較器的同相輸入端及所述第三比較器的同相輸入端分別為所述采樣電壓判斷模塊的第一基準輸入端、第二基準輸入端及第三基準輸入端，所述第一或非門的第一輸入端和第二輸入端分別連接所述第一比較器的輸出端和所述第二或非門的輸出端，所述第二或非門的第一輸入端與所述第一或非門的輸出端共接于所述第一反相器的輸入端，所述第二或非門的第二輸入端接所述第三比較器的輸出端，所述第一反相器的輸出端同時與所述延時電路的輸入端及所述第一與門的第二輸入端連接，所述延時電路的輸出端同時與所述NMOS管NMl的柵極和所述PMOS管PMl的柵極連接，所述NMOS管NMl的源極接所述第二比較器的輸出端，所述PMOS管PMl的漏極接所述電阻Rl的第一端，所述NMOS管匪I的漏極與所述PMOS管PMl的源極共接于所述第一與門的第一輸入端，所述第一與門的輸出端為所述采樣電壓判斷模塊的輸出端。
7.如權利要求5所述的開關電源，其特征在于，所述壓控振蕩模塊包括第二與門、第一電流源、PMOS管PM2、NMOS管匪2、第二電流源、第四比較器、第五比較器、電容Cl、第一與非門、第二與非門、第二反相器及第三反相器；所述第二與門的第一輸入端為所述壓控振蕩模塊的控制端，所述第一電流源的輸入端為所述壓控振蕩模塊的電源端，所述第一電流源的輸出端接所述PMOS管PM2的漏極，所述PMOS管PM2的柵極與所述NMOS管NM2的柵極共接于所述第二與門的輸出端，所述PMOS管PM2的源極與所述NMOS管匪2的漏極的共接點同時與所述第四比較器的同相輸入端、所述第五比較器的反相輸入端及所述電容Cl的第一端，所述NMOS管匪2的源極接所述第二電流源的輸入端，所述第二電流源的輸出端與所述電容Cl的第二端共接于地，所述第四比較器的反相輸入端和所述第五比較器的同相輸入端分別為所述壓控振蕩模塊的第一基準輸入端和第二基準輸入端，所述第四比較器的輸出端和所述第五比較器的輸出端分別連接所述第一與非門的第一輸入端和第二與非門的第二輸入端，所述第一與非門的第二輸入端接所述第二與非門的輸出端，所述第二與非門的第一輸入端與所述第一與非門的輸出端共接于所述第二反相器的輸入端，所述第三反相器的輸入端與所述第二與門的第二輸入端共接于所述第二反相器的輸出端，所述第三反相器的輸出端為所述壓控振蕩模塊的輸出端。
8.如權利要求5所述的開關電源，其特征在于，所述功率開關為高壓NMOS管匪3，所述高壓NMOS管匪3的柵極、漏極和源極分別為所述功率開關的控制端、輸入端和輸出端。
專利摘要本實用新型提供了一種開關電源及其多閾值開關電路。多閾值開關電路通過采樣電壓判斷模塊將采樣與供電電路所輸出的電壓進行分壓并與基準電壓產生模塊所輸出的第一基準電壓、第二基準電壓及第三基準電壓進行比較，并根據比較結果輸出相應的控制信號至壓控振蕩模塊，壓控振蕩模塊根據所述控制信號、基準電壓產生模塊所輸出的第四基準電壓和第五基準電壓生成具有特定占空比的脈沖信號，功率開關根據所述脈沖信號以相應的頻率進行高頻通斷切換使變壓器相應地進行電能的儲存與釋放，進而實現對變壓器的輸出電壓進行周期性調制以達到穩(wěn)定地實現恒壓輸出的目的，且多閾值開關電路的采用使開關電源的電路結構得到簡化，降低了成本。
文檔編號H02M3/335GK202872674SQ201220551710
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者趙春波, 李照華, 林道明, 謝靖, 付凌云, 胡喬 申請人:深圳市明微電子股份有限公司