CN103051191A - 一种带辅助绕组的反激式开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种带辅助绕组的反激式开关电路，解决了现有反激式开关电路成本高的问题。所述带辅助绕组的反激式开关电路包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；变压器，包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组；原边功率开关，耦接在原边绕组的第二端子和原边参考地之间；副边二极管，耦接在副边绕组的第一端子和输出端口之间；输出电容，耦接在输出端口和副边参考地之间；原边比较器，接收表征流过原边功率开关的电流和第一参考信号，输出复位信号；过零检测器，接收辅助绕组两端的电压，提供置位信号；逻辑电路，接收复位信号和置位信号，提供控制信号；驱动电路，接收控制信号，提供驱动信号以控制原边功率开关的通断。本发明能够显著降低系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种带辅助绕组的反激式开关电路。
背景技术
开关电源电路由于其高效率，在电源转换领域得到了广泛的应用。而反激式开关电路作为其中一种开关电源电路，由于其电路简单、转换效率高等优点，在电源转换领域的应用更为广泛。图1所示为现有反激式开关电路的结构示意图。如图1所示，所述反激式开关电路50包括：输入端口，接收输入电压Vin；输出端口，提供输出电压Vo；变压器，包括原边绕组11和副边绕组12；原边功率开关13，耦接在原边绕组和原边参考地之间；副边二极管14，耦接在副边绕组12和输出端口之间；输出电容18，耦接在输出端口和副边参考地之间；振荡器15，提供固定频率的时钟信号CLK；逻辑电路16，耦接至振荡器15接收时钟信号CLK，并根据时钟信号CLK产生逻辑信号；驱动电路17，耦接至逻辑电路16接收逻辑信号，并基于逻辑信号产生驱动信号，以驱动原边功率开关13的通断。
上述带辅助绕组的反激式开关电路50需要一个振荡器15提供时钟信号CLK，以启动每个开关周期。而该振荡器提高了系统成本。
发明内容
本发明提出一种带辅助绕组的反激式开关电路，解决了现有反激式开关电路成本高的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种带辅助绕组的反激式开关电路，包括：输入端口，接收输入电压；输出端口，提供输出电压；变压器，包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，其中原边绕组、副边绕组和辅助绕组各具有第一端子和第二端子，原边绕组的第一端子耦接至输入端口接收输入电压，副边绕组的第二端子接副边参考地，辅助绕组的第一端子接原边参考地；原边功率开关，耦接在原边绕组的第二端子和原边参考地之间；副边二极管，耦接在副边绕组的第一端子和输出端口之间；输出电容，耦接在输出端口和副边参考地之间；原边比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边功率开关，以接收表征流过原边功率开关的电流，其第二输入端子接收第一参考信号，其输出端子输出复位信号；过零检测器，耦接至辅助绕组的第二端子接收辅助绕组两端的电压，并基于辅助绕组两端的电压提供置位信号；逻辑电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边比较器的输出端子接收复位信号，第二输入端子耦接至过零检测器接收置位信号，其输出端子提供控制信号；驱动电路，耦接至逻辑电路的输出端子接收控制信号，并基于控制信号提供驱动信号，以控制原边功率开关的通断。
可选地，所述逻辑电路为RS触发器，所述RS触发器具有置位端、复位端和输出端，其中复位端作为逻辑电路的第一输入端子；置位端作为逻辑电路的第二输入端子；输出端作为逻辑电路的输出端子。
可选地，所述原边功率开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
可选地，所述过零检测器包括过零比较器，所述过零比较器具有同相输入端、反相输入端和输出端，其反相输入端耦接至辅助绕组的第二端子接收辅助绕组两端的电压，其同相输入端接收第二参考信号，其输出端子输出置位信号。
可选地，所述第二参考信号为0.1V。
本发明的有益效果是：能够降低系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有反激式开关电路50的电路结构示意图；
图2为本发明一种带辅助绕组的反激式开关电路100的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明的带辅助绕组的反激式开关电路100包括：输入端口101，接收输入电压Vin；输出端口102，提供输出电压Vo；变压器，包括原边绕组103-1、副边绕组103-2和辅助绕组103-3，其中原边绕组103-1、副边绕组103-2和辅助绕组103-3各具有第一端子和第二端子，原边绕组103-1的第一端子耦接至输入端口101接收输入电压Vin，副边绕组103-2的第二端子接副边参考地，辅助绕组103-3的第一端子接原边参考地；原边功率开关105，耦接在原边绕组103-1的第二端子和原边参考地之间；副边二极管106，耦接在副边绕组103-2的第一端子和输出端口102之间；输出电容107，耦接在输出端口102和副边参考地之间；原边比较器108，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边功率开关105，以接收表征流过原边功率开关105的电流Isen，其第二输入端子接收第一参考信号Vref1，其输出端子输出复位信号；过零检测器104，耦接至辅助绕组103-3的第二端子接收辅助绕组103-3两端的电压，并基于辅助绕组103-3两端的电压提供置位信号；逻辑电路109，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边比较器108的输出端子接收复位信号，第二输入端子耦接至过零检测器104接收置位信号，其输出端子提供控制信号；驱动电路110，耦接至逻辑电路109的输出端子接收控制信号，并基于控制信号提供驱动信号，以控制原边功率开关105的通断。
优选地，所述原边功率开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
优选地，所述逻辑电路109包括RS触发器，所述RS触发器具有置位端S、复位端R和输出端Q，其中复位端R作为逻辑电路109的第一输入端子，置位端S作为逻辑电路109的第二输入端子，输出端Q作为逻辑电路109的输出端子。
优选地，所述过零检测器104包括过零比较器，所述过零比较器具有同相输入端、反相输入端和输出端，其反相输入端耦接至辅助绕组103-3的第二端子接收辅助绕组103-3两端的电压，其同相输入端接收第二参考信号Vref2，其输出端子输出置位信号。
优选地，所述第二参考信号Vref2为0.1V。
在一个实施例中，所述带辅助绕组的反激式开关电路100还包括：连接电阻113，耦接在耦合器件的副边部分114-2和副边二极管106与副边采样电阻109的共同连接点之间。
在带辅助绕组的反激式开关电路100正常运行时，当原边功率开关105被导通，输入电压Vin经由原边绕组103-1和原边功率开关105至原边参考地。原边绕组103-1开始存储能量，同时流过原边功率开关105的电流开始增大。当其增大至大于第一参考信号Vref1时，原边比较器108输出的复位信号变为高电平。相应的，逻辑电路109被复位，使得逻辑电路109输出的控制信号变为低电平。该低电平的逻辑信号经由驱动电路110后将原边功率开关105断开。
原边功率开关105被断开后，副边二极管106开始续流，能量经由副边绕组103-2、副边二极管106被传送至输出端口102。流过副边二极管106的电流开始减小。当其下降至零时，原边绕组103-1的激磁电感和原边功率开关105的寄生电容(未图示)产生振荡。该振荡第一次过零，即辅助绕组103-3两端电压第一次为零时，过零检测器104检测到该过零现象。相应的，置位信号变为高电平。该高电平的置位信号将逻辑电路109输出的控制信号置位高电平，从而经由驱动电路110后将原边功率开关105导通。带辅助绕组的反激式开关电路进入一个新的开关周期。
通过原边比较器108、辅助绕组103-3、过零检测器104、逻辑电路109和驱动电路110的协调工作，本发明的带辅助绕组的反激式开关电路100无需振荡器即能轻松实现对原边功率开关105的通断控制，从而将输入电压Vin转化为所需的输出电压Vo。
本发明的带辅助绕组的反激式开关电路显著降低了系统成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种带辅助绕组的反激式开关电路，其特征在于，包括：
输入端口，接收输入电压；
输出端口，提供输出电压；
变压器，包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，其中原边绕组、副边绕组和辅助绕组各具有第一端子和第二端子，原边绕组的第一端子耦接至输入端口接收输入电压，副边绕组的第二端子接副边参考地，辅助绕组的第一端子接原边参考地；
原边功率开关，耦接在原边绕组的第二端子和原边参考地之间；
副边二极管，耦接在副边绕组的第一端子和输出端口之间；
输出电容，耦接在输出端口和副边参考地之间；
原边比较器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边功率开关，以接收表征流过原边功率开关的电流，其第二输入端子接收第一参考信号，其输出端子输出复位信号；
过零检测器，耦接至辅助绕组的第二端子接收辅助绕组两端的电压，并基于辅助绕组两端的电压提供置位信号；
逻辑电路，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子耦接至原边比较器的输出端子接收复位信号，第二输入端子耦接至过零检测器接收置位信号，其输出端子提供控制信号；
驱动电路，耦接至逻辑电路的输出端子接收控制信号，并基于控制信号提供驱动信号，以控制原边功率开关的通断。
2.如权利要求1所述的带辅助绕组的反激式开关电路，其特征在于，所述原边功率开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
3.如权利要求1所述的带辅助绕组的反激式开关电路，其特征在于，所述逻辑电路包括RS触发器，所述RS触发器具有置位端、复位端和输出端，其中
复位端作为逻辑电路的第一输入端子；
置位端作为逻辑电路的第二输入端子；
输出端作为逻辑电路的输出端子。
4.如权利要求1所述的带辅助绕组的反激式开关电路，其特征在于，所述过零检测器包括过零比较器，所述过零比较器具有同相输入端、反相输入端和输出端，其反相输入端耦接至辅助绕组的第二端子接收辅助绕组两端的电压，其同相输入端接收第二参考信号，其输出端子输出置位信号。
5.如权利要求4所述的带辅助绕组的反激式开关电路，其特征在于，所述第二参考信号为0.1V。
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