CN103269163A - 隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法 - Google Patents

隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子领域,公开了一种隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法。方法包括:根据所述地线噪声信号得到第一地线噪声分量,所述第一地线噪声分量与所述地线噪声信号成预定比例;根据所述隔离式电源电路的第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号,其中所述第一控制信号中包含所述地线噪声信号,所述第二地线噪声分量与所述地线噪声信号成所述预定比例;根据所述第一尖峰信号、第一地线噪声分量得到所述第二控制信号,用以根据所述第二控制信号控制所述隔离式电源电路的开关。应用该技术方案有利于有效传输用于控制隔离式电源电路的控制信号,有利于提高对隔离式电源电路的控制精确度。

Description

隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法
技术领域
本发明涉及电子领域,特别涉及一种隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法
背景技术
在开关电源中,为了保证系统的正常稳定工作,并且在不同应用背景下能够实现恒流、恒压或者同步整流控制,必须首先保证开关管控制信号的有效性。尤其是在隔离型开关电源中,由于通常原始信号(例如:副边输出电压反馈信号)和目标控制信号(例如:原边开关管控制信号)不在同一侧,因此,如何精确快速地根据原始控制信号产生目标控制信号成为了一个关键技术。
图1所示为现有的采用变压器传输控制信号的反激式同步整流开关电源的电路框图。其中,原边开关管控制器用于产生两路脉宽调制(Pulse WidthModulation,简称PWM)信号VG1和VG2P,且PWM信号VG1和PWM信号VG2P为互补信号,变压器T2用于传输PWM信号VG2P到副边。
图1所示电路的工作原理如下:当PWM信号VG1为高电平有效时,互补PWM信号VG2P为低电平无效,PWM信号VG1控制原边开关管Q1导通,互补PWM信号VG2P经变压器T2传输到副边,经同步整流管控制器转换为同步整流管控制信号VG2,此时同步整流管控制信号VG2也为低电平,同步整流管Q2关断;当PWM信号VG1变为低电平无效时,互补PWM信号VG2P变为高电平有效,PWM信号VG1控制原边开关管Q1关断,此时同步整流管控制信号VG2变为高电平控制同步整流管Q2开通。
现有技术方案可以有效地将原边的PWM信号通过变压器T2传输到副边,从而实现对同步整流管Q2的导通和关断控制;同时变压器T2能够有效地实现反激式同步整流开关电源原边地与副边地的隔离。
但是在进行本发明研究过程中,发明人发现现有技术至少存在如下问题:
1)  变压器的存在,导致电源电路的体积和成本大为增加;
2)  变压器对传输频率较高的控制信号的有效性较差,无法实现对电源电路的精确和快速控制。
发明内容
本发明实施例目的之一在于:提供一种用于控制隔离式电源电路的控制信号传输电路,应用该技术方案有利于有效传输用于控制隔离式电源电路的控制信号,有利于提高对隔离式电源电路的控制精确度。
本发明实施例目的之二在于:提供一种用于控制隔离式电源电路的控制信号传输方法,应用该技术方案有利于有效传输用于控制隔离式电源电路的控制信号,有利于提高对隔离式电源电路的控制精确度。
本发明实施例目的之三在于:提供一种隔离式电源电路,应用该技术方案有利于有效传输用于控制隔离式电源电路的控制信号,有利于提高对隔离式电源电路的控制精确度。本发明实施例提供的一种用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,包括:
第一信号转换电路,连接在所述隔离式电源电路的第一地电平和第二地电平之间,其中所述第一地电平中包含地线噪声信号,所述第一信号转换电路用于根据所述地线噪声信号得到第一地线噪声分量,所述第一地线噪声分量与所述地线噪声信号成预定比例;
第二信号转换电路,连接在根据所述隔离式电源电路的第一控制信号与所述第二地电平之间,其中所述第一控制信号中包含所述地线噪声信号;所述第二信号转换电路用于根据所述第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号,其中所述第二地线噪声分量与所述地线噪声信号成所述预定比例;
第二控制信号发生电路,其第一输入端与所述第一信号转换电路的输出端连接,第二输入端与第二控制信号转换电路的输出端连接,输出端根据所述第一尖峰信号、第一地线噪声分量的差值产生第二控制信号,用以根据所述第二控制信号控制所述隔离式电源电路的开关。
可选地,所述第一信号转换电路包括第一电容和第一电阻,
所述第一电容的第一功率端连接所述第一地电平,第二功率端与所述第一电阻的第一功率端连接;
所述第一电阻的第二功率端连接所述第二地电平;
所述第一电容和所述第一电阻的公共连接点上的电位为所述第一地线噪声分量。
可选地,所述第二信号转换电路,包括第二电容和第二电阻,
所述第二电容的第一功率端接收所述第一控制信号,第二功率端与所述第二电阻的第一功率端连接;
所述第二电阻的第二功率端连接所述第二地电平;
所述第二电容和所述第二电阻的公共连接点上的电位为所述第一尖峰信号。
可选地,所述第二控制信号发生电路,包括普通比较器或迟滞比较器。
可选地,所述第二控制信号发生电路,包括,
减法电路,其第一输入端接收所述第一尖峰信号,第二输入端接收所述第一地线噪声信号,输出端产生第二尖峰信号;
脉冲信号发生电路,其输入端接收所述第二尖峰信号,输出端产生所述第二控制信号。
可选地,还包括:
第一方波信号发生电路,其输入端接入所述隔离式电源电路的所述第一控制信号,输出端与所述第二信号转换电路的输入端连接,用于将所述第一控制信号转换为所述第一方波信号;
第二信号转换电路具体是,连接在所述第一方波信号与所述第二地电平之间,
所述第二信号转换电路具体,用于根据所述第一方波信号生成所述第一尖峰信号。
可选地,所述第一方波信号发生电路接入的所述第一控制信号为所述隔离式电源电路的原边开关管的控制信号;
当所述第一控制信号与所述第二控制信号发生电路产生的所述第二控制信号的逻辑相反时,所述第一方波信号发生电路包括反相电路,用于根据所述第一控制信号得到与所述第一控制信号逻辑相反的所述第一方波信号。
可选地,所述第一方波信号发生电路接入的所述第一控制信号为所述隔离式电源电路的输出反馈信号。
本实施例提供的一种用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,包括:
根据所述地线噪声信号得到第一地线噪声分量,所述第一地线噪声分量与所述地线噪声信号成预定比例;
根据所述隔离式电源电路的第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号,其中所述第一控制信号中包含所述地线噪声信号,所述第二地线噪声分量与所述地线噪声信号成所述预定比例;
根据所述第一尖峰信号、第一地线噪声分量得到所述第二控制信号,用以根据所述第二控制信号控制所述隔离式电源电路的开关。
可选地,产生所述第一尖峰信号的方法包括,对所述第一控制信号进行微分和分压得到包含第二地线噪声分量的所述第一尖峰信号;
产生所述第一地线噪声信号的方法包括,对所述地线噪声信号进行分压得到所述第一地线噪声信号。
可选地,产生所述第二控制信号的方法包括,对所述第一尖峰信号和所述第一地线噪声分量进行比较以得到所述第二控制信号。
可选地,产生所述第二控制信号的方法包括,对所述第一尖峰信号和所述第一地线噪声分量进行减法运算,得到第二尖峰信号,再通过对所述第二尖峰信号进行脉冲触发以得到所述第二控制信号。
可选地,根据所述第一控制信号生成所述第一尖峰信号,具体是:
根据第一方波信号生成所述第一尖峰信号,所述第一方波信号根据所述第一控制信号生成获得。
可选地,所述隔离式电源电路的第一控制信号为所述隔离式电源电路的原边开关管的控制信号,当所述第一控制信号与所述第二控制信号的逻辑相反时,还包括,
对所述第一控制信号进行反相以得到与所述第一控制信号逻辑相反的所述第一方波信号。
可选地,所述隔离式电源电路的第一控制信号为所述隔离式电源电路的输出反馈信号。
本实施例提供的一种用于隔离式电源电路,包括
隔离电路,用于对所述隔离式主电路的原边地和副边地进行隔离;
如权利要求1~8所述的任意一种用于隔离式电源电路的控制信号传输电路。
可选地,所述隔离式主电路的拓扑为反激式、正激式、半桥或者全桥拓扑;
所述隔离电路包括一电容。
由上可见,应用本实施例技术方案,相对于现有技术而言,通过设置第一信号转换电路和第二信号转换电路中的预设比例相同,可以基本消除第一尖峰信号VP1中的第二地线噪声分量,使本实施例技术方案中第二控制信号V2中基本不含地线噪声分量,因此有利于提高对电源电路的控制精确度,可以实现对高频电源电路的开关控制。
另外,相对于现有技术中譬如图1所示采用辅助变压器实现对控制信号传输的技术方案,本实施例的控制信号传输电路无需应用体积庞大、且对电路频率限制较大的变压器,而采用小型化、对频率要求较小的基本元器件电路即可实现对控制信号的传输,从而得到去除了地线噪声的、精确度较高的第二控制信号作为隔离式电源电路中开关的控制信号,本实施例电路体积更小,成本更低,且可适用于各种频率要求的电源电路开关控制,特别是高频领域的电源电路。
此外,本发明实施例中的隔离电路能实现隔离式电源电路的原边地与副边地的隔离,有利于提高电路的安全性和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的不当限定,在附图中:
图1为现有的采用变压器传输控制信号的反激式同步整流开关电源的电路框图;
图2为本发明实施例1提供的一用于隔离式电源电路的控制信号传输电路的结构示意图;
图3为本发明实施例1提供的另一用于隔离式电源电路的控制信号传输电路的结构示意图;
图4为本发明实施例2提供的一种应用本实施控制信号传输电路对反激式同步整流开关电源电路实现控制的电路原理图;
图5为本发明实施例2提供的应用本实施控制信号传输电路对隔离式电源电路实现控制的主要信号的波形图;
图6为本发明实施例3提供的一种应用本实施控制信号传输电路实现对正激式同步整流开关电源电路控制的电路原理图;
图7为本发明实施例4提供的一种应用本实施控制信号传输电路对恒压输出的反激式开关电源电路实现控制的电路原理图;
图8为本发明实施例5提供的种应用本实施控制信号传输电路对恒压输出的反激式开关电源电路实现控制的电路原理图;
图9为本发明实施例5提供的第一方波信号发生电路的主要信号的波形图;
图10为本发明实施例6提供的用于隔离式电源电路的控制信号传输方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
实施例1:
图2是本实施例提供的一种用于隔离式电源电路的控制信号传输电路的结构示意图。
参见图2所示,本实施例的控制信号传输电路主要包括:第一信号转换电路201、第二信号转换电路202、第二控制信号发生电路203,其主要连接关系以及工作原理如下:
第一信号转换电路201连接在隔离式电源电路中的第一地电平GND1和第二地电平GND2之间,其中第一地电平GND1中包含地线噪声信号VGND1;第一信号转换电路201用于根据该地线噪声信号VGND1得到第一地线噪声分量Vn1,该第一地线噪声分量Vn1与地线噪声信号VGND1成第一比例。
本实施例中,第一信号转换电路201的实施可以但不限于采用现有技术中的各种信号转换电路,譬如但不限于RC电路等,其他可以实现对第一地电平GND1中的地线噪声信号VGND1进行分压采样的电路也适用于本实施例。
第二信号转换电路202,连接在根据隔离式电源电路的第一控制信号V1和第二地电平GND2之间,其中第一控制信号V1包含所述地线噪声信号VGND1;第二信号转换电路202用于根据第一控制信号V1生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号Vp1,其中第二地线噪声分量与地线噪声信号VGND1成第二比例;
在本实施例中,还可以但不限于在隔离式电源电路的第一控制信号V1与第二信号转换电路202之间连接信号处理电路,以进一步得到对第一控制信号V1进行电路处理后的信号生成该第一尖峰信号Vp1,譬如图3所示。
同样,本实施例中的第二信号转换电路202的实施可以但不限于采用现有技术中的各种信号转换电路,譬如但不限于RC电路等,其他可以实现对包含地线噪声信号VGND1的第一控制信号V1进行微分及分压处理的电路也适用于本实施例。
第二控制信号发生电路203的第一输入端与第一信号转换电路201的输出端连接以接收第一地线噪声分量Vn1,第二输入端与第二信号转换电路202的输出端连接以接收第一尖峰信号Vp1,输出端根据第一尖峰信号Vp1和第一地线噪声分量Vn1的差值产生第二控制信号V2,用以根据所述第二控制信号V2进一步控制隔离式电源电路的开关动作。其中,第二控制信号V2中为较为纯净的方波信号,基本不含地线噪声信号。
在本实施例中,第二控制信号发生电路203可以根据实际应用的需求由普通比较器或者迟滞比较器实现,也可以由减法电路和脉冲信号发生电路的组合实现,以去除第一尖峰信号Vp1的第二地线噪声分量。任何基于本实施例原理的能够去除地线噪声分量的电路也可适用于本实施例。
由上可见,相对于现有技术而言,通过设置第一比例与第二比例相同,可以基本消除第一尖峰信号VP1中的第二地线噪声分量,使本实施例技术方案中第二控制信号V2中基本不含地线噪声分量,因此有利于提高对电源电路的控制精确度,可以实现对高频电源电路的开关控制。
另外,相对于现有技术中譬如图1所示采用辅助变压器实现对控制信号传输的技术方案,本实施例的控制信号传输电路无需应用体积庞大、且对电路频率限制较大的变压器,而采用小型化、对频率要求较小的基本元器件电路即可实现对控制信号的传输,从而得到去除了地线噪声的、精确度较高的第二控制信号作为隔离式电源电路中开关的控制信号,本实施例电路体积更小,成本更低,且可适用于各种频率要求的电源电路开关控制,特别是高频领域的电源电路。
参见图3所示,作为本实施例的一种实施示意,本实施例用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,还可以进一步包括:
第一方波信号发生电路301,其输入端接入隔离式电源电路的第一控制信号V1,输出端与第二信号转换电路202的输入端连接,用于将第一控制信号V1转换为第一方波信号VS1,然后将第一方波信号VS1输入至第二信号转换电路202,以供第二信号转换电路202根据第一方波信号VS1对生成上述的第一尖峰信号VP1。应用图3所示结构有利于进一步提高控制的精确度。
实施例2:
图4为本实施例提供的一种应用本实施控制信号传输电路对反激式同步整流开关电源电路实现控制的电路原理图。
参见图4所示,反激式同步整流开关电源中原边开关管控制器输出第一控制信号V1用于控制原边开关管Q1,第一方波信号发生电路40对第一控制信号V1进行反相处理得到相位与第一控制信号V1相反的第一方波信号VS1该第一方波信号VS1中包含有地线噪声信号VGND1。此外,本领域技术人员可知,为了避免同步整流开关电源出现交叉导通现象,第一方波信号发生电路40还可以包括一延时电路,用于对第一控制信号V1进行一定的延时,其实现方式为公知常识,在此不再赘述。
与实施例1同理,控制信号传输电路包括第一信号转换电路401,第二信号转换电路402和第二控制信号发生电路403。
其中,第一信号转换电路401连接在隔离式电源电路中的第一地电平GND1和第二地电平GND2之间,其中第一地电平GND1中包含地线噪声信号VGND1;第一信号转换电路401用于根据该地线噪声信号VGND1得到第一地线噪声分量Vn1,该第一地线噪声分量Vn1与地线噪声信号VGND1成第一比例。
具体地,第一信号转换电路401可以包括第一电阻R1和第一电容C1,
第一电容C1的第一功率端连接第一地电平GND1,第二功率端与第一电阻R1的第一功率端连接;
第一电阻R1的第二功率端连接第二地电平GND2;
第一电容C1和第一电阻R1的公共连接点上的电位为第一地线噪声分量Vn1。
第二信号转换电路402,连接在根据隔离式电源电路的第一控制信号V1产生的第一方波信号Vs1和第二地电平GND2之间,其中第一方波信号VS1中包含的地线噪声信号VGND1即为第一地电平GND1中包含的地线噪声信号VGND1;第二信号转换电路402用于根据第一方波信号Vs1生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号Vp1(参见图5),其中第二地线噪声分量与地线噪声信号VGND1成第二比例。
具体地,第二信号转换电路402包括第二电容C2和第二电阻R2,
第二电容C2的第一功率端接收第一方波信号VS1,第二功率端与第二电阻R2的第一功率端连接;
第二电阻R2的第二功率端连接第二地电平GND2;
第二电容C2和第二电阻R2的公共连接点上的电位为第一尖峰信号VP1。
在本实施例中,可以通过设置C1=C2,R1=R2,从而使得第一比例与第二比例大小相同。
第二控制信号发生电路403的第一输入端与第一信号转换电路401的输出端连接以接收第一地线噪声分量Vn1,第二输入端与第二信号转换电路402的输出端连接以接收第一尖峰信号Vp1,输出端根据第一尖峰信号Vp1和第一地线噪声分量Vn1的差值产生第二控制信号V2,用以根据所述第二控制信号V2进一步通过副边开关管控制器实现对隔离式电源电路中开关的控制。其中,第二控制信号V2中为较为纯净的方波信号,基本不含地线噪声信号。
具体地,在本实施例中,第二控制信号发生电路403可以由普通比较器A实现。当然,本领域技术人员可知第二控制信号发生电路403也可由迟滞比较器实现。
此外,在本实施例中,在隔离式电源电路中的第一地电平GND1和第二地电平GND2之间,还设置有隔离电路404,用于实现对隔离式电源电路中的第一地电平GND1和第二地电平GND2的隔离。其具体可以由电容C3构成。
结合图5所示的依据本发明实施例2的一种应用本实施控制信号传输电路对隔离式电源电路(例如,反激式同步整流开关电源电路)实现控制的主要信号的波形图,可以更清晰地解释本发明实施例技术方案的实现原理,具体说明如下:
隔离式电源电路的第一地电平GND1中包含的地线噪声信号VGND1经第一信号转换电路401的分压处理后得到第一地线噪声分量Vn1,如图5所示,该第一地线噪声分量Vn1与地线噪声信号VGND1成预定比例。
当第一控制信号V1由低电平跳变为高电平时,原边开关管Q1导通;同时第一控制信号V1经过第一方波信号发生电路40后得到第一方波信号VS1,在此实施例中,第一方波信号VS1的逻辑与第一控制信号V1相反。
经过第二信号转换电路402对第一方波信号VS1的微分处理,可以得到在第一方波信号VS1跳变的时候,能产生脉冲尖峰的第一尖峰信号Vp1,此外,由于第二信号转换电路402同时具有分压功能,该第一尖峰信号Vp1还包含了与地线噪声信号VGND1成预定比例的第二地线噪声信号。
若第二控制信号发生电路403为普通比较器A,比较器A的第一输入端接收第一地线噪声分量Vn1,第二输入端接收第一尖峰信号Vp1,当第一尖峰信号Vp1高于第一地线噪声分量Vn1时(即图5中正脉冲尖峰处),比较器A的输出端产生的第二控制信号V2跳变为高电平,以进一步通过副边开关管控制器控制副边开关管Q2导通。
若第二控制信号发生电路403为迟滞比较器A,其原理类似,迟滞比较器A输出端的信号波形如图5中V2’所示,在此不再对迟滞比较器A的工作原理加以说明。
若第二控制信号发生电路403由减法电路和脉冲信号发生电路构成,则第一尖峰信号Vp1和第一地线噪声分量Vn1通过减法电路的减法运算,得到图5中的基本不包含地线噪声分量的第二尖峰信号Vp2,第二尖峰信号Vp2再经过脉冲信号发生电路产生第二控制信号V2或V2’。
实施例3:
图6为本实施例提供的一种应用本实施控制信号传输电路实现对正激式同步整流开关电源电路控制的电路原理图。
参见图6所示,控制信号传输电路和隔离电路404的实现方式与工作原理基本与实施例2相同,在此不再赘述。
与反激式同步整流开关电路不同的是,正激式同步整流开关电源电路的原边开关管Q1和副边开关管Q2的控制信号为同相,因此不需要在第一方波信号发生电路40中设置反相电路和延时电路。
另外,由于正激式同步整流开关电源电路的副边具有2个功率开关管,因此副边开关管控制器的设置与实施例2不同,但是本领域技术人员可知,其可以由公知技术实现,在此也不再赘述。
实施例4:
图7为本实施例提供的一种应用本实施控制信号传输电路对恒压输出的反激式开关电源电路实现控制的电路原理图。
参见图7所示,与实例2不同的是,在本实施例中,第一控制信号V1通过对输出电压Vout进行采样得到;因此,第一方波信号产生电路40实际为一个反馈信号发生电路,其具体包括第一比较器A1、第二比较器A2和触发器701;
第一比较器A1的第一功率输入端接入第一控制信号V1,第二功率输入端接入第一参考电压信号Vref1,输出端与触发器701的复位端R连接;
第二比较器A2的第一功率输入端接入第二参考电压信号Vref2,第二功率输入端接入第一控制信号V1,输出端与触发器701的置位端S连接;
其中,第一参考电压信号Vref1和第二参考电压信号Vref2均为预设值,且第二参考电压信号Vref2小于所述第一参考电压信号Vref1;
当第一控制信号V1小于第二参考电压信号Vref2时,触发器701输出的第一方波信号VS1为高电平,
当第一控制信号V1高于第一参考电压信号Vref1时,触发器701输出的第一方波信号VS1为低电平。
由于输出电压Vout中包含地线噪声信号,因此依据输出电压Vout得到的第一方波信号VS1中也含有地线噪声信号。
与实施例2类似,控制信号传输电路包括第一信号转换电路401,第二信号转换电路402和第二控制信号发生电路403。其中,第一信号转换电路401,第二信号转换电路402与实施例2的实现方式和工作原理基本相同,在此不再赘述。不同的是,由于要实现对输出电压Vout的实时控制,需要精确传输第一方波信号VS1的上升沿和下降沿,因此,在本实施例中,第二控制信号发生电路403需要采用迟滞比较器Z,其输出的第二控制信号V2’如图5所示。原边开关管控制器U1根据第二控制信号V2’来控制原边开关管Q1的开关状态,以最终实现对反激式电路的恒压控制。
同样的,本实施例中的隔离电路404的工作原理和实现方式也与实施例2相同。
实施例5:
图8提供的另一种应用本实施控制信号传输电路对恒压输出的反激式开关电源电路实现控制的电路原理图。
参见图8所示,与实例4不同的是,在本实施例中,第一方波信号产生电路40实际为一个反馈补偿电路,其具体包括第三比较器A3和第四比较器A4;
其中,第三比较器A3的第一功率输入端接入第三参考电压信号Vref3,第二功率输入端接入通过采样输出电压Vout得到的第一控制信号V1,输出端与第四比较器A4的第二功率输入端耦接,其中,第三参考电压信号Vref3表征反激式开关电源电路的期望输出电压;
第四比较器A4的第一功率端接入第四参考电压信号Vref4,第二功率输入端与第三比较器A3的输出端耦接,输出端与第一信号转换电路401的输入端耦接,其中第四参考电压信号Vref4可以为三角波或者锯齿波。
结合图9所示的第一方波信号产生电路40中的主要波形示意图,可知,
当第一控制信号V1高于第三参考电压信号Vref3时,即输出电压Vout大于期望输出电压时,第三比较器A3输出的中间信号Vo1’相较于第一控制信号V1与第三参考电压信号Vref3相等时的中间信号Vo1增大,中间信号Vo1’通过第四比较器A4与第四参考信号Vref4比较后,第四比较器A4输出的第一方波信号Vs1’的高电平时间相较于第一控制信号V1与第三参考电压信号Vref3相等时的第一方波信号Vs1减小,该第一方波信号Vs1’经过控制信号传输电路的传递输入至原边开关管控制器,使得原边开关管Q1的导通时间减小,从而使输出电压Vout减小以靠近期望输出电压。
当第一控制信号V1低于第三参考电压信号Vref3时,中间信号Vo1’’和第一方波信号Vs1’’的波形参见图9,其工作原理类似,在此不再赘述。
本实施例中其余部分电路的工作原理和实现方式可参考实施例4。
根据实施例4和实施例5中技术方案的实现原理,当第一控制信号V1通过对输出电流采样得到时,实施例4和实施例5提供的技术方案同样适用于恒流输出的反激式开关电源中。
而依据实施例3对实施例2的变化原则,实施例4和实施例5及其变形提供的技术方案经过修改同样适用于恒压或恒流输出的正激式开关电源中。
实施例6:
如图10所示,本实施例提供了一种用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其主要包括以下流程:
步骤901:根据隔离式电源电路的第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号。
其中第一控制信号中包含地线噪声信号,第二地线噪声分量与该地线噪声信号成预定比例;
在本实施例中,还可以但不限于在进一步对第一控制信号进行电路处理得到内含有地线噪声信号的第一方波信号,然后根据信号处理后的第一方波信号生成本实施例的第一尖峰信号,生成的第一尖峰信号内包含第二地线噪声分量。
具体地,在本实施例中,产生第一尖峰信号的方法包括,对第一方波信号进行微分和分压得到包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号。
具体地,在本实施例中,当本实施例提供的隔离式电源电路的控制信号传输方法用于反激式电源电路时,隔离式电源电路的第一控制信号可以为该隔离式电源电路的原边开关管的控制信号,第一方波信号的产生还包括,对第一控制信号进行反相以得到与所述第一控制信号逻辑相反的所述第一方波信号。
另外,为了进一步解决传统同步整流开关电源中出现的交叉导通问题,有利于实现对同步整流开关电源的进一步精确控制,第一方波信号的产生还包括,对第一控制信号进行一定的延时。
或者,当本实施例提供的隔离式电源电路的控制信号传输方法用于控制隔离式开关电源电路的输出电压或输出电流恒定时,第一控制信号可以通过采样该隔离式电源电路的输出电压或者输出电流得到。
步骤902:根据地线噪声信号得到第一地线噪声分量,该第一地线噪声分量与地线噪声信号成预定比例。
具体地,在本实施例中,产生第一地线噪声信号的方法包括,对地线噪声信号进行分压得到第一地线噪声信号,使该第一地线噪声分量与地线噪声信号成预定比例。
步骤903:根据所述第一尖峰信号和第一地线噪声分量得到所述第二控制信号。
步骤904:根据所述第二控制信号进一步控制隔离式电源电路的开关动作。
具体地,在本实施例中,产生第二控制信号的方法可以包括,对第一尖峰信号和第一地线噪声分量进行比较以得到第二控制信号。或者,产生所述第二控制信号的方法也可以包括,对第一尖峰信号和第一地线噪声分量进行减法运算,得到第二尖峰信号,再通过对第二尖峰信号进行脉冲触发以得到第二控制信号。
综上所述,依据本发明实施例的控制信号传输电路采用小型化、对频率要求较小的基本元器件电路即可实现对控制信号的传输,从而得到去除了地线噪声的、精确度较高的第二控制信号作为隔离式电源电路中开关的控制信号,以减小电路体积和降低成本,且可适用于各种频率要求的电源电路开关控制,特别是高频领域的电源电路。另外,本发明实施例中的隔离电路能实现隔离式电源电路的原边地和副边地的隔离,有利于提高电路的安全性和可靠性。
以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,包括:
第一信号转换电路,连接在所述隔离式电源电路的第一地电平和第二地电平之间,其中所述第一地电平中包含地线噪声信号,所述第一信号转换电路用于根据所述地线噪声信号得到第一地线噪声分量,所述第一地线噪声分量与所述地线噪声信号成预定比例;
第二信号转换电路,连接在根据所述隔离式电源电路的第一控制信号与所述第二地电平之间,其中所述第一控制信号中包含所述地线噪声信号;所述第二信号转换电路用于根据所述第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号,其中所述第二地线噪声分量与所述地线噪声信号成所述预定比例;
第二控制信号发生电路,其第一输入端与所述第一信号转换电路的输出端连接,第二输入端与第二控制信号转换电路的输出端连接,输出端根据所述第一尖峰信号、第一地线噪声分量的差值产生第二控制信号,用以根据所述第二控制信号控制所述隔离式电源电路的开关。
2.根据权利要求1所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第一信号转换电路包括第一电容和第一电阻,
所述第一电容的第一功率端连接所述第一地电平,第二功率端与所述第一电阻的第一功率端连接;
所述第一电阻的第二功率端连接所述第二地电平;
所述第一电容和所述第一电阻的公共连接点上的电位为所述第一地线噪声分量。
3.根据权利要求1所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第二信号转换电路,包括第二电容和第二电阻,
所述第二电容的第一功率端接收所述第一控制信号,第二功率端与所述第二电阻的第一功率端连接;
所述第二电阻的第二功率端连接所述第二地电平;
所述第二电容和所述第二电阻的公共连接点上的电位为所述第一尖峰信号。
4.根据权利要求1所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第二控制信号发生电路,包括普通比较器或迟滞比较器。
5.根据权利要求1所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第二控制信号发生电路,包括,
减法电路,其第一输入端接收所述第一尖峰信号,第二输入端接收所述第一地线噪声信号,输出端产生第二尖峰信号;
脉冲信号发生电路,其输入端接收所述第二尖峰信号,输出端产生所述第二控制信号。
6.根据权利要求1所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,还包括:
第一方波信号发生电路,其输入端接入所述隔离式电源电路的所述第一控制信号,输出端与所述第二信号转换电路的输入端连接,用于将所述第一控制信号转换为所述第一方波信号;
第二信号转换电路具体是,连接在所述第一方波信号与所述第二地电平之间,
所述第二信号转换电路具体,用于根据所述第一方波信号生成所述第一尖峰信号。
7.根据权利要求6所述用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第一方波信号发生电路接入的所述第一控制信号为所述隔离式电源电路的原边开关管的控制信号;
当所述第一控制信号与所述第二控制信号发生电路产生的所述第二控制信号的逻辑相反时,所述第一方波信号发生电路包括反相电路,用于根据所述第一控制信号得到与所述第一控制信号逻辑相反的所述第一方波信号。
8.根据权利要求6所述的用于隔离式电源电路的控制信号传输电路,其特征是,所述第一方波信号发生电路接入的所述第一控制信号为所述隔离式电源电路的输出反馈信号。
9.一种用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,包括:
根据地线噪声信号得到第一地线噪声分量,所述第一地线噪声分量与所述地线噪声信号成预定比例;
根据所述隔离式电源电路的第一控制信号生成包含第二地线噪声分量的第一尖峰信号,其中所述第一控制信号中包含所述地线噪声信号,所述第二地线噪声分量与所述地线噪声信号成所述预定比例;
根据所述第一尖峰信号、第一地线噪声分量得到所述第二控制信号,用以根据所述第二控制信号控制所述隔离式电源电路的开关。
10.根据权利要求9所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,
产生所述第一尖峰信号的方法包括,对所述第一控制信号进行微分和分压得到包含第二地线噪声分量的所述第一尖峰信号;
产生所述第一地线噪声信号的方法包括,对所述地线噪声信号进行分压得到所述第一地线噪声信号。
11.根据权利要求9所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,
产生所述第二控制信号的方法包括,对所述第一尖峰信号和所述第一地线噪声分量进行比较以得到所述第二控制信号。
12.根据权利要求9所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,
产生所述第二控制信号的方法包括,对所述第一尖峰信号和所述第一地线噪声分量进行减法运算,得到第二尖峰信号,再通过对所述第二尖峰信号进行脉冲触发以得到所述第二控制信号。
13.根据权利要求9所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,
根据所述第一控制信号生成所述第一尖峰信号,具体是:
根据第一方波信号生成所述第一尖峰信号,其中所述第一方波信号根据所述第一控制信号生成获得。
14.根据权利要求13所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,所述隔离式电源电路的第一控制信号为所述隔离式电源电路的原边开关管的控制信号,当所述第一控制信号与所述第二控制信号的逻辑相反时,还包括,
对所述第一控制信号进行反相以得到与所述第一控制信号逻辑相反的所述第一方波信号。
15.根据权利要求9所述用于隔离式电源电路的控制信号传输方法,其特征是,所述隔离式电源电路的第一控制信号为所述隔离式电源电路的输出反馈信号。
16.一种隔离式电源电路,包括一隔离式主电路,原边开关管控制器,其特征在于,还包括,
隔离电路,用于对所述隔离式主电路的原边地和副边地进行隔离;
如权利要求1~8所述的任意一种用于隔离式电源电路的控制信号传输电路。
17.根据权利要求16所述的隔离式电源电路,其特征在于,
所述隔离式主电路的拓扑为反激式、正激式、半桥或者全桥拓扑;
所述隔离电路包括一电容。
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