反激式ac-dc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]AC-DC (交流變直流)轉(zhuǎn)換器被廣泛應(yīng)用于幾乎所有電子設(shè)備中?，F(xiàn)有的AC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用傳統(tǒng)的AC-DC控制芯片，傳統(tǒng)的AC-DC控制芯片都是通過圖騰柱驅(qū)動(dòng)輸出來控制外部功率開關(guān)管的通斷。為了提高轉(zhuǎn)換效率，新一代AC-DC控制芯片中都加入了線性降頻的功能，即隨著輸出端負(fù)載降低到一定程度(比如半載)，頻率會(huì)從滿載時(shí)的65KHz開始下降，并與輸出功率成線性關(guān)系，輸出功率越小，頻率降得越低，從而大幅降低開關(guān)損耗，提高轉(zhuǎn)換效率。為了不使頻率降到音頻范圍內(nèi)(即20Hz?20KHz)，線性降頻的頻率下限一般在20KHz以上。
[0003]目前線性降頻的控制信號(hào)一般為AC-DC控制芯片的反饋(FeedBack，F(xiàn)B)引腳，因?yàn)榉答佉_的電壓直接反映了負(fù)載的大小，當(dāng)負(fù)載由重載逐漸過度到輕載時(shí)，反饋引腳的電壓也會(huì)由高逐漸變低，反饋信號(hào)通過內(nèi)部脈沖寬度調(diào)制(PWM)比較器與原邊電流偵測信號(hào)進(jìn)行比較，使得每個(gè)周期原邊導(dǎo)通時(shí)原邊峰值電流變小，從而減小能量的傳輸；因此對控制AC-DC控制芯片來說，反饋引腳可以直接作為負(fù)載偵測引腳，用來控制線性降頻。
[0004]請參閱圖1，其為一個(gè)傳統(tǒng)的反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的原理圖。其中，AC-DC控制芯片104包含一個(gè)反饋信號(hào)輸入端FB，一個(gè)原邊峰值電流偵測端CS，一個(gè)供電引腳VCC，一個(gè)地引腳GND和一個(gè)輸出端OUT。輸出端OUT根據(jù)反饋信號(hào)的電壓大小來輸出合適占空比的控制信號(hào)VG，以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Q100。開關(guān)管QlOO的一端接原邊電流偵測電阻R100，另一端接變壓器106的原邊Np的同名端，變壓器106原邊Np的另一端接整流后的線電壓。變壓器106的副邊Ns通過整流二極管D200和電容C300連接負(fù)載接入端108。變壓器106還包含一個(gè)輔助繞組Na，它通過另一個(gè)整流二極管DlOO和電容C200為AC-DC控制芯片104供電。該反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載接入端108通過分壓電阻R300、R400以及光藕器件VL100、運(yùn)算放大器UlOO和電阻R200產(chǎn)生反饋信號(hào)給AC-DC控制芯片104的反饋信號(hào)輸入端FB。AC-DC控制芯片104的輸出端OUT用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Q100。
[0005]當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，由副邊Ns的分壓電阻R300、R400以及光藕器件VL100、運(yùn)算放大器UlOO和電阻R200組成的反饋單元會(huì)根據(jù)該反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器負(fù)載接入端108上負(fù)載的大小，產(chǎn)生反饋信號(hào)，該反饋信號(hào)通過脈沖寬度調(diào)制比較器202與原邊Np峰值電流偵測信號(hào)比較，用于控制每個(gè)周期原邊Np峰值電流的大??；當(dāng)該反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器負(fù)載接入端108上負(fù)載較大時(shí)，反饋信號(hào)的電壓較高，每個(gè)周期峰值電流偵測信號(hào)也較高，即原邊Np峰值電流較高；當(dāng)該反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器負(fù)載接入端108上負(fù)載降低時(shí)，反饋信號(hào)的電壓也降低，每個(gè)周期原邊Np峰值電流也隨之下降，系統(tǒng)通過這樣的反饋保證能量傳輸?shù)钠胶?，進(jìn)而維持該反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器負(fù)載接入端108上輸出電壓的穩(wěn)定。為了在中、輕載時(shí)降低系統(tǒng)的開關(guān)損耗，提高轉(zhuǎn)換效率，AC-DC控制芯片104根據(jù)反饋信號(hào)的電壓的大小去調(diào)制頻率。
[0006]當(dāng)負(fù)載接入端108上負(fù)載降低到一定程度時(shí)(如半載)，反饋信號(hào)的電壓下降到設(shè)定的閾值Vthl，此時(shí)工作頻率由正常的65KHZ開始下降；當(dāng)負(fù)載接入端108上負(fù)載進(jìn)一步降低到一個(gè)更低的程度時(shí)(如滿載的10%)，反饋信號(hào)的電壓下降到設(shè)定的閾值Vth2，此時(shí)工作頻率降到最低值22KHz ;此后負(fù)載進(jìn)一步降低直至空載，工作頻率一直維持22KHz，AC-DC控制芯片會(huì)進(jìn)入跳周期模式(Burst Mode)ο
[0007]在相同的反饋信號(hào)下，盡管線電壓不同，AC-DC控制芯片104在偵測到相同的原邊峰值電流后會(huì)發(fā)出關(guān)斷信號(hào)，然而由于系統(tǒng)存在固有關(guān)斷延時(shí)td，使得AC-DC控制芯片104發(fā)出關(guān)斷信號(hào)后，原邊Np仍然會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通td的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)原邊峰值電流會(huì)繼續(xù)以(Vin/Lp)的斜率上升，Vin為整流后的線電壓，Lp為變壓器的原邊感量，在相同的時(shí)間td內(nèi)，線電壓越高，原邊實(shí)際峰值電流越高，向副邊Ns傳輸?shù)哪芰烤驮酱?，即在相同的反饋信?hào)下，線電壓越高，負(fù)載越大。此外如果系統(tǒng)工作于連續(xù)模式(CCM)，則在相同的原邊峰值電流下，線電壓越高，原邊Np導(dǎo)通時(shí)間越短，副邊Ns放電時(shí)間越長，傳輸?shù)哪芰吭蕉?，也?huì)導(dǎo)致在相同的反饋信號(hào)下，線電壓越高，負(fù)載越大；這會(huì)帶來一個(gè)嚴(yán)重的問題，即在線電壓較低時(shí)，假設(shè)FB=Vthl，對應(yīng)的是半載，那么在該線電壓下，當(dāng)負(fù)載降低到半載時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)開始降低工作頻率；而在線電壓很高時(shí)，F(xiàn)B=Vthl對應(yīng)的負(fù)載會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于半載，甚至達(dá)到滿載，那么在線電壓較高時(shí)，系統(tǒng)在滿載時(shí)就會(huì)開始降低工作頻率，這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的傳導(dǎo)電磁干擾(Electro Magnetic Interference, EMI),使其性能變得很差,無法滿足要求。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中AC-DC控制芯片根據(jù)反饋信號(hào)的電壓的大小去調(diào)制頻率，會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的傳導(dǎo)電磁干擾，使其性能變差的問題。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供一種反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器，包括:交流電輸入端、整流單元、變壓器、第一至第二二極管、AC-DC控制芯片、反饋模塊、第一晶體管以及負(fù)載接入端，所述AC-DC控制芯片具有電源引腳、控制輸出引腳、偵測信號(hào)輸入引腳、反饋引腳以及接地線引腳，所述整流單元與所述交流電輸入端電性連接，所述變壓器分別與所述整流單元、第一二極管的一端、第二二極管的一端、第一晶體管、及負(fù)載接入端電性連接，所述第二二極管的另一端與所述負(fù)載接入端電性連接，所述電源引腳與第一二極管的另一端電性連接，所述控制輸出引腳、偵測信號(hào)輸入引腳分別與第一晶體管電性連接，所述反饋引腳與反饋模塊電性連接，所述反饋模塊還與所述負(fù)載接入端電性連接，所述整流單元、變壓器、AC-DC控制芯片的接地線引腳、反饋模塊、及第一晶體管均與地線電性連接；
所述AC-DC控制芯片包括:欠壓保護(hù)模塊、內(nèi)建電源模塊、基準(zhǔn)電壓模塊、驅(qū)動(dòng)輸出模塊、邏輯控制模塊、振蕩器、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、PWM比較器、前沿消隱模塊以及線電壓偵測與補(bǔ)償模塊，所述欠壓保護(hù)模塊與內(nèi)建電源模塊均與電源引腳電性連接，所述內(nèi)建電源模塊還與所述基準(zhǔn)電壓模塊電性連接，所述基準(zhǔn)電壓模塊還分別與過流保護(hù)及過壓保護(hù)電性連接，所述前沿消隱分別與偵測信號(hào)輸入引腳、過流保護(hù)、及PWM比較器電性連接，所述PWM比較器、過壓保護(hù)、以及線電壓偵測與補(bǔ)償模塊均與反饋引腳電性連接，所述線電壓偵測與補(bǔ)償模塊還分別與所述振蕩器、控制輸出引腳、內(nèi)建電源模塊、第二二極管的另一端及偵測信號(hào)輸入引腳電性連接，所述邏輯控制模塊分別與振蕩器、過壓保護(hù)、PWM比較器、過流保護(hù)、及驅(qū)動(dòng)輸出模塊電性連接，所述驅(qū)動(dòng)輸出模塊還與所述控制輸出引腳電性連接。
[0011]所述反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器還包括:第一電阻以及第一至第三電容；所述第一電阻一端分別與第一晶體管、偵測信號(hào)輸入引腳電性連接，另一端與地線電性連接；所述第一電容一端與整流單元電性連接，另一端與地線電性連接；所述第二電容一端與電源引腳電性連接，另一端與地線電性連接；所述第三電容與負(fù)載接入端并聯(lián)連接。
[0012]所述變壓器包括:原邊、副邊以及輔助繞組，所述副邊用于給負(fù)載供電，所述輔助繞組用于給AC-DC控制芯片供電。
[0013]所述反饋模塊包括光耦器件、第一運(yùn)算放大器、及第二至第四電阻；所述第二電阻一端與第二二極管的另一端、負(fù)載接入端電性連接，另一端與光耦器件電性連接；所述第三電阻一端與第二二極管的另一端、負(fù)載接入端電性連接，另一端與第四電阻的一端電性連接