CN103051192A

CN103051192A - 一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路

Info

Publication number: CN103051192A
Application number: CN 201210568092
Authority: CN
Inventors: 王玲
Original assignee: LIANMENG ELECTRONIC INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: LIANMENG ELECTRONIC INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明提出一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路，解决了现有反激式开关电路成本高的问题。所述双峰值电流模式控制的反激式开关电路包括：输入端口、输出端口、具有原边绕组和副边绕组的变压器、原边功率开关、副边二极管、输出电容、原边比较器、副边采样电阻、运算放大器、副边比较器、逻辑开关、具有原边部分和副边部分的耦合器件、反相器、逻辑电路以及驱动电路。本发明能够显著降低系统成本。

Description

一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路。

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11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

本发明提出一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路，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：

一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路，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，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组和副边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；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；副边采样电阻，与副边二极管串联连接，以采样流过副边二极管的电流，并产生副边电流采样信号；运算放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子和第二输入端子分别耦接至副边采样电阻的两端以接收副边电流采样信号，其输出端子产生放大信号；副边比较器，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运算放大器的输出端子接收放大信号，其第二输入端子接收第二参考信号，其输出端子提供比较信号；逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子接副边参考地，其控制端子耦接至副边比较器的输出端子接收比较信号，所述逻辑开关基于比较信号在其第二端子提供逻辑信号；耦合器件，包括原边部分和副边部分，其中副边部分耦接至逻辑开关的第二端子接收逻辑信号，所述原边部分基于副边部分接收的逻辑信号提供耦合信号；反相器，耦接至耦合器件的原边部分接收耦合信号，并基于耦合信号提供置位信号；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反相器接收置位信号，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。

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，所述双峰值电流模式控制的反激式开关电路进一步包括：连接电阻，耦接在耦合器件的副边部分和副边二极管与副边采样电阻的共同连接点之间。

可选地，所述耦合器件包括光电耦合器。

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为本发明一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路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，本发明的双峰值电流模式控制的反激式开关电路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和副边绕组104，其中原边绕组103和副边绕组104各具有第一端子和第二端子，原边绕组103的第一端子耦接至输入端口101接收输入电压Vin，副边绕组104的第二端子接副边参考地；原边功率开关105，耦接在原边绕组103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104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，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；副边采样电阻109，与副边二极管106串联连接，以采样流过副边二极管106的电流，并产生副边电流采样信号；运算放大器110，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子和第二输入端子分别耦接至副边采样电阻109的两端以接收副边电流采样信号，其输出端子产生放大信号；副边比较器111，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运算放大器110的输出端子接收放大信号，其第二输入端子接收第二参考信号Vref2，其输出端子提供比较信号；逻辑开关112，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子接副边参考地，其控制端子耦接至副边比较器111的输出端子接收比较信号，所述逻辑开关112基于比较信号在其第二端子提供逻辑信号；耦合器件，包括原边部分114-1和副边部分114-2，其中副边部分114-2耦接至逻辑开关112的第二端子接收逻辑信号，所述原边部分114-1基于副边部分114-2接收的逻辑信号提供耦合信号；反相器117，耦接至耦合器件的原边部分114-1接收耦合信号，并基于耦合信号提供置位信号；逻辑电路115，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反相器117接收置位信号，其输出端子提供控制信号；驱动电路116，耦接至逻辑电路115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。

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115包括RS触发器。

优选地，所述耦合器件包括光电耦合器。

在一个实施例中，所述双峰值电流模式控制的反激式开关电路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。

在双峰值电流模式控制的反激式开关电路100正常运行时，当原边功率开关105被导通，输入电压Vin经由变压器的原边绕组103和原边功率开关105至原边参考地。原边绕组103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115被复位，使得逻辑电路115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116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104、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。相应地，运算放大器110的输出的放大信号也开始减小。当其减小至小于第二参考信号Vref2时，副边比较器111输出的比较信号变为高电平。此高电平将逻辑开关112导通。此时耦合器件的副边部分114-2被连接至地。相应的，其原边部分114-1提供的耦合信号变为低电平，该低电平的耦合信号经由反相器117后变为高电平，从而将逻辑电路115置位，使得逻辑电路115输出的控制信号变为高电平。该高电平的控制信号经由驱动电路116后将原边功率开关103导通，从而使双峰值电流模式控制的反激式开关电路进入新的工作周期。

通过原边比较器108、耦合器件、副边采样电阻109、运算放大器110、副边比较器111、逻辑开关112、反相器117、逻辑电路115和驱动电路116的协调工作，本发明的双峰值电流模式控制的反激式开关电路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。

本发明的双峰值电流模式控制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

1.一种双峰值电流模式控制的反激式开关电路，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，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组和副边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；

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；

副边采样电阻，与副边二极管串联连接，以采样流过副边二极管的电流，并产生副边电流采样信号；

运算放大器，具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，其第一输入端子和第二输入端子分别耦接至副边采样电阻的两端以接收副边电流采样信号，其输出端子产生放大信号；

副边比较器，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运算放大器的输出端子接收放大信号，其第二输入端子接收第二参考信号，其输出端子提供比较信号；

逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子接副边参考地，其控制端子耦接至副边比较器的输出端子接收比较信号，所述逻辑开关基于比较信号在其第二端子提供逻辑信号；

耦合器件，包括原边部分和副边部分，其中副边部分耦接至逻辑开关的第二端子接收逻辑信号，所述原边部分基于副边部分接收的逻辑信号提供耦合信号；

反相器，耦接至耦合器件的原边部分接收耦合信号，并基于耦合信号提供置位信号；

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反相器接收置位信号，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所述的双峰值电流模式控制的反激式开关电路，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所述的双峰值电流模式控制的反激式开关电路，其特征在于，所述逻辑电路包括RS触发器。

4.如权利要求1所述的双峰值电流模式控制的反激式开关电路，其特征在于，所述耦合器件包括光电耦合器。

5.如权利要求1所述的双峰值电流模式控制的反激式开关电路，其特征在于，还包括：

连接电阻，耦接在耦合器件的副边部分和副边二极管与副边采样电阻的共同连接点之间。