CN102891590B - 电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源，所述电源控制装置包括：一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端以及输出驱动端，当所述放大器单元输入的第三信号高于第一参考电压，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断，使所述开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

Description

电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源。

背景技术

开关电源是将一交流输入电压转换成一直流输出电压的一种装置，具有体积小，效率高以及电流大的优点，因此被广泛应用于手机充电器和笔记本电脑适配器等场合。

在所有类型的开关电源中，由于反激式开关电源的工作电压更接近日常应用的电压，所以反激式开关电源是最通用的，因此本发明中主要以反激式开关电源进行举例说明。图1为现有技术中反激式开关电源的结构图。现有技术中的反激式开关电源包括转换装置110和电源控制装置120，其中转换装置110包括一变压单元111和一反馈单元112，所述变压单元111包括第一电阻R1、第一电容C1、二极管D2、变压器T1、输出整流管D1、第二电容C2、开关管S1；所述反馈单元112包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一放大器AMP1、光电耦合器U4、第五电阻R5和第六电阻R6；所述电源控制装置120包括启动单元121、控制单元122、放大器单元123、电源供电端VCC、反向输入端INV以及输出驱动端GD。

图2为现有技术中反激式开关电源在空载状态下的波形示意图。如图2所示，当向反激式开关电源接入交流输入电压VIN时，所述反激式开关电源开始工作，变压单元111输出到所述电源控制装置120的电源供电端VCC的第一信号V1开始上升。当第一信号V1高于等于所述电源控制装置120的开启电压VCCON时，所述电源控制装置120开始工作，所述启动单元121输出的第二信号V2为高电平，所述控制单元122正常工作。而所述反激式开关电源开始工作时直流输出电压VOUT为零，低于所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，则所述反馈单元112输出到所述电源控制装置120的反向输入端INV的第三信号V3也就低于的第一参考电压VR1，所述放大器单元123输出的第四信号V4为高电平，所述控制单元122输出的第六信号V6也为高电平，开关管S1打开，第一信号V1上升，所以第一信号V1维持在所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF以上，所述电源控制装置120正常工作。

而所述反激式开关电源在空载工作时，输出不需要能量，当直流输出电压VOUT会超过所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，且经过所述反馈单元112的上升响应时间THIGH后，第三信号V3将高于第一参考电压VR1，则所述放大器单元123输出的第四信号V4变为低电平，所述控制单元122输出的第六信号V6也为低电平，开关管S1关断，直流输出电压VOUT开始下降，同时第一信号V1也开始下降。

由于所述反馈单元112只消耗少量能量，所以直流输出电压VOUT下降很慢，经过较长的下降时间TFALL才能降到所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，且之后还有所述反馈单元112的下降响应时间TLOW，所以第三信号V3在较长时间内(TFALL加上TLOW)都高于第一参考电压VR1，则开关管S1在这段时间内一直关断，直流输出电压VOUT和第一信号V1都一直下降。而所述电源控制装置120消耗较大，所以第一信号V1下降比较快。

当第一信号V1下降到所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF时，所述启动单元121输出的第二信号V2变为低电平，所述控制单元122被关断、不工作，所述反激式开关电源也被关断、不工作。而此时交流输入电压VIN通过第一电阻R1和第一电容C1向所述电源控制装置120的电源供电端VCC供电，第一信号V1开始上升。

当第一信号V1上升到所述电源控制装置120的开启电压VCCON时，所述启动单元121输出的第二信号V2为高电平，所述电源控制装置120重新开始工作，所述反激式开关电源也重新开启。但一直等到直流输出电压VOUT降到所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2的下降时间TFALL加上所述反馈单元112的下降响应时间TLOW结束，第三信号V3才会低于所述放大器单元123的第一参考电压VR1，所述放大器单元123输出的第四信号V4变为高电平，此时所述定时器单元124输出的第五信号V5为高电平，所述控制单元122输出的第六信号V6也为高电平，开关S1打开，第一信号V1继续上升，直流输出电压VOUT也开始上升。经过上升时间TRISE后，直流输出电压VOUT又会超过所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，则经过所述反馈单元112的上升响应时间THIGH后，第三信号V3将高于第一参考电压VR1，所述放大器单元123输出的第四信号V4为低电平，所述控制单元122输出的第六信号V6也为低电平，开关管S1关断，直流输出电压VOUT开始下降，同时第一信号V1也开始下降，并重复上述过程。

在上述过程中，当第一信号V1下降到所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF时，所述电源控制装置120关断、不工作，所述反激式开关电源也关断、不工作，而当第一信号V1上升到所述电源控制装置120的开启电压VCCOFF时，所述电源控制装置120重新开始工作，所述反激式开关电源也重新启动。这样所述电源控制装置120和所述反激式开关电源会不断地关断和重启，工作不稳定。

目前有多种方法解决所述反激式开关电源在空载状态下工作不稳定问题：第一种是通过降低电源控制装置的功耗，使电源控制装置的电源供电电压掉电变慢，不会使电源供电电压减小到电源控制装置的关断电压，这样电源控制装置就不会被关断、不需要重启，但是电源控制装置的功耗不能降得太低，否则所述反激式开关电源就无法启动；第二种是提高电源控制装置的电源供电电压，从而延长电源供电电压下降到电源控制装置的关断电压之前的时间，不会使电源供电电压减小到电源控制装置的关断电压，这样电源控制装置就不会被关断、不需要重启，但是这样会导致所述反激式开关电源的启动变慢；第三种是通过在直流输出电压加入假负载，将输出滤波电容的能量消耗掉，使得直流输出电压下降变快，减小直流输出电压的下降时间，从而使得电源控制装置的电源供电电压不会减小到电源控制装置的关断电压，这样电源控制装置就不会被关断、不需要重启，但这会导致所述反激式开关电源的效率下降。

由于以上几种解决方法都有缺陷，而且上述缺陷不仅存在于反激式开关电源，其他拓扑结构的开关电源在空载状态下也存在同样的问题。因此，如何提供一种电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源，使开关电源在空载状态下能够稳定地工作，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源，使开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电源控制装置，包括：一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端以及输出驱动端；

所述启动单元具有设定所述电源控制装置的开启电压和所述电源控制装置的关断电压，所述启动单元通过所述电源供电端输入所述电源控制装置的供电电压即第一信号，将所述第一信号同所述开启电压和关断电压进行比较，并产生第二信号提供给所述控制单元；

所述放大器单元的一端通过所述反向输入端输入所述电源控制装置的反馈信号即第三信号，所述放大器单元的另一端输入第一参考电压，所述放大器单元将所述第三信号和第一参考电压进行比较并放大后输出第四信号；

所述定时器单元接收所述放大器单元输出的第四信号，并产生第五信号；

所述控制单元接收所述第二信号和所述第五信号，并产生第六信号后，通过所述输出驱动端输出；

当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断。

进一步的，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号。

进一步的，所述振荡单元为振荡器，所述振荡器的振荡周期为20us～100us，占空比为30％～70％。

进一步的，所述计数单元为加法计数器或减法计数器。

进一步的，所述控制单元具有脉宽调制功能。

进一步的，本发明还提供一种开关电源，包括：一转换装置和一电源控制装置；

转换装置，包括一变压单元和一反馈单元，所述变压单元接收交流输入电压和所述电源控制装置的输出驱动端的输出，并产生第一信号和直流输出电压；所述反馈单元接收直流输出电压，并产生第三信号；其中，第一信号作为所述电源控制装置的供电电压，第三信号作为所述电源控制装置的反馈信号；

电源控制装置，包括：一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端以及输出驱动端；

所述启动单元具有设定所述电源控制装置的开启电压和所述电源控制装置的关断电压，所述启动单元通过所述电源供电端输入所述电源控制装置的供电电压即第一信号，将所述第一信号同所述开启电压和关断电压进行比较，并产生第二信号提供给所述控制单元；

所述放大器单元的一端通过所述反向输入端输入所述电源控制装置的反馈信号即第三信号，所述放大器单元的另一端输入第一参考电压，所述放大器单元将所述第三信号和第一参考电压进行比较并放大后输出第四信号；

所述定时器单元接收所述放大器单元输出的第四信号，并产生第五信号；

所述控制单元接收所述第二信号和所述第五信号，并产生第六信号后，通过所述输出驱动端输出；

当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断。

进一步的，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号。

进一步的，所述振荡单元为振荡器，所述振荡器的振荡周期为20us～100us，占空比为30％～70％。

进一步的，所述计数单元为加法计数器或减法计数器。

进一步的，所述控制单元具有脉宽调制功能。

与现有技术相比，本发明提供的电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源具有以下优点：

1、本发明提供的电源控制装置，该电源控制装置包括具有定时开关功能的定时器单元，当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断。这样避免了所述电源控制装置的关断和重启，使得所述开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

2、本发明提供的电源控制装置，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号，该控制方法简单、有效。

附图说明

图1为现有技术中反激式开关电源的结构图；

图2为现有技术中反激式开关电源在空载状态下的波形示意图；

图3为本发明一实施例中反激式开关电源的结构简图；

图4为本发明一实施例中反激式开关电源的定时器单元的示意图；

图5为本发明一实施例中反激式开关电源的结构图；

图6为本发明一实施例中电源控制装置的应用方法的流程图；

图7为本发明一实施例中反激式开关电源在空载状态下的波形示意图；

图8为本发明另一实施例中升压模式开关电源的结构图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的电源控制装置及包含该电源控制装置的开关电源进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种电源控制装置，该电源控制装置包括一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端、以及输出驱动端。

进一步的，结合上述电源控制装置，本发明还提供了一种开关电源，包括一转换装置和所述电源控制装置。

以下以反激式开关电源为例，具体说明本发明的核心思想，请参考图3，其为本发明一实施例中反激式开关电源的结构简图，在图3中，相同的参考标号表示等同于图1中标号。

本发明的反激式开关电源包括转换装置110和电源控制装置120。

转换装置110用于将交流输入电源VIN转化为直流输出电源VOUT，接收交流输入电压VIN和所述电源控制装置120的输出驱动端GD的输出，并产生第一信号V1、直流输出电压VOUT以及第三信号V3，其中，第一信号V1作为所述电源控制装置120的供电电压，第三信号V3作为所述电源控制装置120的反馈信号。

电源控制装置120具有一启动单元121，一控制单元122、一放大器单元123和一具有定时开关功能的定时器单元124、电源供电端VCC、反向输入端INV、以及输出驱动端GD。

所述启动单元121通过所述电源供电端VCC接收第一信号V1，并产生第二信号V2，以控制所述电源控制装置120的开启和关断。所述电源控制装置120的启动单元121具有电源控制装置的开启电压VCCON和关断电压VCCOFF。在图3所述的电源控制装置120中，当第一信号V1高于等于所述电源控制装置120的开启电压VCCON时，第二信号V2为高电平，之后只要第一信号V1不低于所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF，则第二信号V2就一直为高电平；当第一信号V1低于所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF时，第二信号V2为低电平；当第一信号V1由所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF上升到所述电源控制装置120的开启电压VCCON之后，第二信号V2由低电平跳变为高电平，而本发明旨在控制第一信号V1不低于所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF。

所述放大器单元123通过所述电源控制装置120的反向输入端INV接收第三信号V3，同时所述放大器单元123还接收第一参考电压VR1，所述放大器单元123通过比较第三信号V3和第一参考电压VR1的大小并放大后产生第四信号V4。当第三信号V3高于第一参考电压VR1时，第四信号V4为低电平；当第三信号V3低于第一参考电压VR1时，第四信号V4为高电平。

所述定时器单元124接收第四信号V4，并产生第五信号V5。所述放大器单元123输出的第四信号V4控制所述定时器单元124输出的第五信号V5为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号V6。在本实施例中，所述定时器单元124在第四信号V4为高电平时，控制第五信号V5为高电平；在第四信号V4为低电平时，控制第五信号V5为周期方波。较佳的，所述定时器单元124包括一振荡单元501和一计数单元502，所述振荡单元501产生一振荡信号V7，所述计数单元502接收振荡信号V7和第四信号V4，并根据第四信号V4对振荡信号V7进行计数并产生第五信号V5，如图4所示。较佳的，在第四信号V4为低电平时，第五信号V5为高低电平组成的周期方波，第五信号V5产生高电平期间会使所述控制单元122输出的第六信号将开关管S1打开，从而使第一信号V1上升，进而使得所述电源供电端VCC接收的第一信号V1在所述电源控制装置120为空载状态时维持在所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF以上，第二信号V2一直为高电平，则所述电源控制装置120能一直稳定地工作，不会关断和重启。

所述振荡单元501为振荡器，所述振荡器的振荡周期为20us～100us，优选30us、50us、80us，占空比为30％～70％，优选40％、50％、60％，所述计数单元502为加法计数器或减法计数器，以对振荡信号V7进行计数。在本实施例中，所述定时器单元124并不限于一振荡单元501和一计数单元502，如还可以为触发器，只要能产生满足要求的第五信号V5的单元，亦在本发明的思想范围之内。

第五信号V5并不限于周期方波，如还可以为三角波或半波等脉冲信号，只要使所述电源供电端VCC接收的第一信号V1在所述电源控制装置120为空载状态时维持在所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF以上，亦在本发明的思想范围之内。

所述控制单元122接收第二信号V2和第五信号V5，并产生第六信号V6。第二信号V2用于控制所述控制单元122是否工作。当第二信号V2为高电平时，所述控制单元122正常工作，则第五信号V5控制第六信号V6；当第二信号V2为低电平时，所述控制单元122不工作，则第五信号V5不控制第六信号V6，并第六信号V6为低电平。第六信号V6通过所述电源控制装置120的输出驱动端GD输出到所述转换装置110。较佳的，所述控制单元122为一具有脉宽调制功能的电路，脉宽调制能有效利用电源的能量，使得电路的效率高。

图5为本发明一实施例中反激式开关电源的结构图，本实施例中的反激式开关电源包括转换装置110和电源控制装置120，其中转换装置110包括一变压单元111和一反馈单元112，所述变压单元111接收交流输入电压VIN和所述电源控制装置120的输出驱动端GD的输出，并产生第一信号V1和直流输出电压VOUT；所述反馈单元112接收直流输出电压VOUT，并产生第三信号V3；其中，第一信号V1作为所述电源控制装置120的供电电压，第三信号V3作为所述电源控制装置120的反馈信号。

所述变压单元111包括第一电阻R1、第一电容C1、二极管D2、变压器T1、输出整流管D1、第二电容C2、开关管S1。交流输入电源VIN的一端接第一电阻R1的一端并与变压器T1的第一脚1相连，交流输入电源VIN的另一端接第一电容C1的一端并接地，第一电阻R1的另一端接第一电容C1的另一端并与所述电源控制装置120的电源供电端VCC相连，变压器T1的第二脚2接开关管S1的第一极，变压器T1的第三脚3接输出整流管D1的阳极，变压器T1的第四脚4接地，输出整流管D1的阴极接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端接地，第二电容C2的两端接直流输出电源VOUT，开关管S1的第二极接所述电源控制装置120的输出驱动端GD，开关管S1的第三极接地，变压器T1的第五脚5接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接所述电源控制装置120的电源供电端VCC，变压器T1的第六脚6接地，变压器T1的第一脚1和第二脚2之间为原边绕组L1，变压器T1的第三脚3和第四脚4之间为副边绕组L2，变压器T1的第五脚5和第六脚6之间为辅助绕组L3，变压器T1的第一脚1为原边绕组L1的同名端，变压器T1的第四脚4为副边绕组L2的同名端，变压器T1的第六脚6为辅助绕组L3的同名端。

在本实施例中，控制单元122产生的第六信号V6通过输出驱动端GD传送给开关管S1的第二极，以控制开关管S1的打开或关断。当第六信号V6为高电平时，开关管S1打开；当第六信号V6为低电平时，开关管S1关断。当开关管S1打开时，直流输出电压VOUT上升，第一信号V1也上升；当开关管S1关断时，直流输出电压VOUT下降，第一信号V1也下降。

所述反馈单元112包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一放大器AMP1、光电耦合器U4、第五电阻R5和第六电阻R6。所述第二电阻R2的一端与所述直流输出电压VOUT相连，所述第二电阻R2的另一端与所述第一放大器AMP1的第一输入端相连，所述第一放大器AMP1的第一输入端通过所述第四电阻R4接地，所述第一放大器AMP1的第二输入端接第二参考电压VR2，所述第三电阻R3的一端与所述直流输出电压VOUT相连，所述第三电阻R3的另一端接所述光电耦合器U4的第一脚1，所述第一放大器AMP1的输出端接所述光电耦合器U4的第二脚2，所述光电耦合器U4的第三脚3接所述电源控制装置120的电源供电端VCC，所述光电耦合器U4的第四脚4通过所述第五电阻R5接地，并通过所述第六电阻R6接所述电源控制装置的反向输入端INV。

在本实施例中，所述反馈单元112是将直流输出电压VOUT转换为第三信号V3，输出到所述电源控制装置120的反向输入端INV。当所述直流输出电压VOUT高于第二参考电压VR2时，所述第三信号V3高于第一参考电压VR1；当所述直流输出电压VOUT低于第二参考电压VR2时，所述第三信号V3低于第一参考电压VR1。为了反激式开关电源的环路稳定，直流输出电压VOUT转换为第三信号V3时有一定的响应时间。

在本实施例中，所述转换装置110并不限于上述结构，如所述变压单元111的第二电容C2还可并联一第三电容C3，或所述反馈单元112的光电耦合器U4的第一脚1还可以通过一第四电容C4接地，再要能实现本发明的功能，亦在本发明的思想范围之内。

以下结合图6以及图7具体说明本实施例中电源控制装置的应用方法。其中，图6为本发明一实施例中电源控制装置的应用方法的流程图；图7为本发明一实施例中反激式开关电源在空载状态下的波形示意图。

首先，进行步骤S11，当第三信号低于第一参考电压时，所述定时器单元控制第五信号为高电平。

当向反激式开关电源接入交流输入电压VIN时，所述反激式开关电源开始工作。交流输入电压VIN通过第一电阻R1和第一电容C1向所述电源控制装置120的电源供电端VCC输出第一信号V1，第一信号V1开始上升。当第一信号V1高于等于所述电源控制装置120的开启电压VCCON时，所述电源控制装置120开始工作，所述启动单元121输出的第二信号V2为高电平，所述控制单元122正常工作。而所述反激式开关电源开始工作时所述直流输出电压VOUT为零，低于所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，则所述反馈单元112输出到所述电源控制装置120的反向输入端INV的第三信号V3也就低于第一参考电压VR1，所述放大器单元123输出的第四信号V4为高电平，此时所述定时器单元124输出的第五信号V5为高电平，所述控制单元122输出的第六信号V6也为高电平，则开关管S1打开，交流输入电源VIN通过所述变压单元111的变压器T1原边绕组L1和副边绕组L2将能量转移到第二电容C2，则直流输出电压VOUT开始上升，并经过上升时间TRISE，达到所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，同时，由于开关管S1打开，辅助绕组L3的异名端电压也低于同名端电压，二极管D2反偏，交流输入电源VIN通过第一电阻R1和第一电容C1向所述电源控制装置120的电源供电端VCC继续供电，第一信号V1继续上升，第一信号V1维持在所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF以上，所述电源控制装置120正常工作。

接着，进行步骤S12，当第三信号高于第一参考电压时，所述定时器单元控制第五信号为脉冲信号。

当所述反激式开关电源在空载工作时，由于输出不需要能量，则直流输出电压VOUT会超过所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，且经过所述反馈单元112的上升响应时间THIGH后，第三信号V3将高于第一参考电压VR1，则所述放大器单元123输出的第四信号V4为低电平，所述定时器单元124控制第五信号V5为低电平脉宽为TOFF、高电平脉宽为TON的周期方波，所述控制单元122控制第六信号V6也为低电平脉宽为TOFF、高电平脉宽为TON的周期方波，则所述电源控制装置120通过输出驱动端GD对开关管S1进行定时开关过程。

在本实施例中，所述定时器单元124包括一振荡单元501和一计数单元502，所述振荡单元501产生一振荡信号V7，所述计数单元502接收振荡信号V7和第四信号V4，对振荡信号V7的振荡周期进行计数，在计数N个振荡周期的时间内，所述计数单元502输出的第五信号V5一直为低电平，这段N个振荡周期的时间即为计数关断时间TOFF。

在第五信号V5为低电平的计数关断时间TOFF内，所述控制单元122输出的第六信号V6也为低电平，开关管S1关断，变压器T1的励磁电感的电流使得辅助绕组L3电压反向，辅助绕组L3向所述电源控制装置120的电源供电端VCC供电。但由于开关管S1关断后变压器T1没有能量补充，所以随着第二电容C2的能量逐步被所述反馈单元112消耗，直流输出电压VOUT开始下降；同时，随着辅助绕组L3中能量逐步被所述电源控制装置120消耗，第一信号V1也开始下降。由于第二电容C2较大，且第二电容C2的能量被所述反馈单元112只有少量消耗，所以直流输出电压VOUT下降很慢，经过较长的下降时间TFALL才能降到所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，且之后还有所述反馈单元112的下降响应时间TLOW，所以第三信号V3在较长时间内(TFALL加上TLOW)都高于第一参考电压VR1，所述放大器单元123输出的第四信号V4在这段时间内都为低电平，则所述定时器单元124输出的第五信号V5在这段时间内都为周期方波。而辅助绕组L3中能量较少，且被所述电源控制装置120消耗较大，所以第一信号V1下降比较快。

在计数N个振荡周期的时间结束后，第一信号V1还未下降到所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF，此时所述计数单元502再计数M个振荡周期的时间，在计数M个振荡周期的时间内，所述计数单元502输出的第五信号V5一直为高电平，这段M个振荡周期的时间即为计数打开时间TON。

在第五信号V5为高电平的计数打开时间TON内，所述控制单元122输出的第六信号V6也为高电平，则开关管S1重新打开，交流输入电压VIN通过原边绕组L1和开关管S1向变压器T1补充能量，直流输出电压VOUT开始上升；同时，辅助绕组L3的异名端电压也低于同名端电压，二极管D2反偏，交流输入电源VIN通过第一电阻R1和第一电容C1向所述电源控制装置120的电源供电端VCC供电，第一信号V1开始上升。

上述所述定时器单元124输出的第五信号V5为低电平的计数关断时间TOFF，和第五信号V5为高电平的计数打开时间TON，构成一个周期，但具体计数打开时间TON和计数关断时间TOFF为多少并不固定，实际要根据直流输出电压VOUT的下降时间TFALL和所述反馈单元112的下降响应时间TLOW，以及所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF来确定，即保证在第一信号V1不低于所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF即可。

接着，在所述定时器单元124输出的第五信号V5方波的下一个周期中，重复上述过程。这样所述定时器单元124定时地将开关管S1打开或者关断，使得第一信号V1维持在一定的电压值，而不会下降到所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF，即所述启动单元121输出的第二信号V2一直为高电平，所述电源控制装置120一直处于正常工作且定时开关的状态，且该状态一直持续到第三信号V3低于第一参考电压VR1时结束。这样所述电源控制装置120就不会被关断、不需要重启，使得所述反激式开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

当直流输出电压VOUT降到所述反馈单元112的第二参考电压VR2的下降时间TFALL加上所述反馈单元112的下降响应时间TLOW结束时，第三信号V3低于第二参考电压VR2，所述放大器单元123输出的第四信号V4为高电平，则所述定时器单元124输出的第五信号V5为高电平，所述控制单元122的第六信号V6也为高电平，将开关管S1打开，直流输出电压VOUT开始上升，经过上升时间TRISE后，达到甚至又会超过所述反馈单元112中第一放大器AMP1设定的第二参考电压VR2，则经过所述反馈单元112的上升响应时间THIGH后，第三信号V3将高于第一参考电压VR1，所述放大器单元123的第四信号V4为低电平，所述定时器单元124又控制第五信号V5为周期方波，则所述电源控制装置120重复上述定时开关过程。

因此，在步骤S11和步骤S12中，第一信号V1一直维持在所述电源控制装置120的关断电压VCCOFF以上，第二信号V2一直为高电平，所以当步骤S11和步骤S12交替循环工作时，所述电源控制模块120一直可以稳定地工作。

本发明提供的反激式开关电源可用于LED驱动以及其他应用场合。

本发明中具有定时开关功能的电源控制装置120除了用于反激式开关电源外，还可以用于其他拓扑结构的开关电源，比如升压模式的开关电源，如图8所示。在图8中，相同的参考标号表示等同于图5中标号，升压模式的开关电源包括转换装置110和电源控制装置120，其中转换装置110包括一具有升压功能的变压单元211和一反馈单元112。但本发明的电源控制装置120并不限于反激式开关电源和升压模式的开关电源，只要有功率因数调整功能或者环路响应时间较长的开关电源，都可以使用所述电源控制模块120，以达到稳定工作的有益效果。

综上所述，本发明提供一种电源控制装置与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的电源控制装置，该电源控制装置包括具有定时开关功能的定时器单元，当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断。这样避免了所述电源控制装置的关断和重启，使得所述开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

2、本发明提供的电源控制装置，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号，该控制方法简单、有效。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电源控制装置，包括：一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端以及输出驱动端；

所述启动单元具有设定所述电源控制装置的开启电压和所述电源控制装置的关断电压，所述启动单元通过所述电源供电端输入所述电源控制装置的供电电压即第一信号，将所述第一信号同所述开启电压和关断电压进行比较，并产生第二信号提供给所述控制单元；

所述放大器单元的一端通过所述反向输入端输入所述电源控制装置的反馈信号即第三信号，所述放大器单元的另一端输入第一参考电压，所述放大器单元将所述第三信号和第一参考电压进行比较并放大后输出第四信号；

所述定时器单元接收所述放大器单元输出的第四信号，并产生第五信号；

所述控制单元接收所述第二信号和所述第五信号，并产生第六信号后，通过所述输出驱动端输出；

当所述第三信号低于所述第一参考电压，所述第四信号为高电平，所述定时器单元控制所述第五信号为高电平；当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述第四信号为低电平时，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断，避免了所述电源控制装置的关断和重启，使得所述开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

2.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号。

3.如权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述振荡单元为振荡器，所述振荡器的振荡周期为20us～100us，占空比为30％～70％。

4.如权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述计数单元为加法计数器或减法计数器。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制单元具有脉宽调制功能。

6.一种开关电源，包括：一转换装置和一电源控制装置；

转换装置，包括一变压单元和一反馈单元，所述变压单元接收交流输入电压和所述电源控制装置的输出驱动端的输出，并产生第一信号和直流输出电压；所述反馈单元接收直流输出电压，并产生第三信号；其中，第一信号作为所述电源控制装置的供电电压，第三信号作为所述电源控制装置的反馈信号；

电源控制装置，包括：一启动单元，一控制单元、一放大器单元、一具有定时开关功能的定时器单元、电源供电端、反向输入端以及输出驱动端；

所述启动单元具有设定所述电源控制装置的开启电压和所述电源控制装置的关断电压，所述启动单元通过所述电源供电端输入所述电源控制装置的供电电压即第一信号，将所述第一信号同所述开启电压和关断电压进行比较，并产生第二信号提供给所述控制单元；

所述放大器单元的一端通过所述反向输入端输入所述电源控制装置的反馈信号即第三信号，所述放大器单元的另一端输入第一参考电压，所述放大器单元将所述第三信号和第一参考电压进行比较并放大后输出第四信号；

所述定时器单元接收所述放大器单元输出的第四信号，并产生第五信号；

所述控制单元接收所述第二信号和所述第五信号，并产生第六信号后，通过所述输出驱动端输出；

当所述第三信号低于所述第一参考电压，所述第四信号为高电平，所述定时器单元控制所述第五信号为高电平；当所述第三信号高于所述第一参考电压，所述第四信号为低电平时，所述放大器单元输出的第四信号控制所述定时器单元输出的第五信号为脉冲信号，在所述脉冲信号的有效电平时间内触发所述第六信号，并在所述第六信号触发期间，控制所述电源供电端输入的第一信号，使得所述第一信号的电压在所述电源控制装置为空载状态时维持在所述电源控制装置的关断电压以上，从而使所述电源控制装置保持在工作状态不关断，避免了所述电源控制装置的关断和重启，使得所述开关电源在空载状态下能够稳定地工作。

7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述定时器单元包括一振荡单元和一计数单元，所述振荡单元产生一振荡信号，所述计数单元接收所述振荡信号和所述第四信号，并产生所述第五信号。

8.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述振荡单元为振荡器，所述振荡器的振荡周期为20us～100us，占空比为30％～70％。

9.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述计数单元为加法计数器或减法计数器。

10.如权利要求6-9中任意一项所述的开关电源，其特征在于，所述控制单元具有脉宽调制功能。