CN107342689B - 一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统，其包括：振荡器用于在反激式开关电源工作时，输出开启信号以开启功率管；峰值比较器用于并在CS采样电阻的采样电压大于第一电压阈值时，向延时电路发送延时信号；延时电路用于根据延时信号在延迟预定时间后向饱和检测电路发送检测信号；模拟加法器用于将第一电压阈值与预设叠加电压进行叠加得到第二阈值电压；饱和检测电路用于在接收到检测信号时检测采样电压与第二阈值电压，并在采样电压大于第二阈值电压时，向振荡器发送第一控制信号；振荡器还用于在接收到第一控制信号时，降低开启信号的频率，以延长功率管的关断时间。本发明能够让变压器处于饱和状态时及时复位。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统。
背景技术
随着集成电路的高速发展，反激式开关电源在电源系统中普遍使用，反激式开关电源在应用中，有时会出现由于变压器设计错误等原因导致变压器饱和的现象，例如因变压器的设计参数设计偏差而导致变压器型号偏小时，容易造成变压器在每个开关周期不能及时复位，这样变压器就会处于长期饱和工作状态。如果变压器在饱和状态下不能及时复位(即长期处于饱和状态)，会导致整个系统环路损坏，甚至发生爆炸、着火等事故。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统，能够让变压器处于饱和状态时及时复位。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统，包括振荡器、峰值比较器、延时电路、模拟加法器和饱和检测电路；所述振荡器用于在反激式开关电源工作时，输出开启信号以开启功率管；所述峰值比较器用于比较CS采样电阻的采样电压与第一电压阈值，并在所述采样电压大于所述第一电压阈值时，向所述延时电路发送延时信号；所述延时电路用于根据所述延时信号在延迟预定时间后向所述饱和检测电路发送检测信号；所述模拟加法器用于将所述第一电压阈值与预设叠加电压进行叠加得到第二阈值电压；所述饱和检测电路用于在接收到所述检测信号时检测所述采样电压与第二阈值电压，并在所述采样电压大于所述第二阈值电压时，向所述振荡器发送第一控制信号；所述振荡器还用于在接收到所述第一控制信号时，降低所述开启信号的频率，以延长所述功率管的关断时间。
其中，所述饱和检测电路还用于在接收到所述检测信号之前以及在所述采样电压小于所述第二阈值电压时，向所述振荡器发送第二控制信号，所述第二控制信号为所述第一控制信号翻转后的信号；所述振荡器用于接收所述第一控制信号和第二控制信号，并在仅接收到所述第一控制信号时，降低所述开启信号的频率。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在功率管工作在开周期且CS采样电阻的采样电压达到第一电压阈值时，延迟预定时间后，检测采样电压是否达到第二电压阈值，第二电压阈值为第一电压阈值与预设叠加电压相叠加得到，如果采样电压大于第二电压阈值，则判定变压器处于饱和状态，进而降低开启信号的频率，以延长功率管的关断时间，使变压器及时复位，从而能够让变压器处于饱和状态时及时复位，保证电源系统安全稳定工作。
附图说明
图1是本发明实施例的反激式开关电源的变压器防饱和控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的反激式开关电源的变压器防饱和控制系统的一种应用场景示意图。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。
参阅图1，是本发明实施例的反激式开关电源的变压器防饱和控制系统的结构示意图。本发明实施例的变压器防饱和控制系统包括振荡器11、峰值比较器12、延时电路13、模拟加法器14和饱和检测电路15。
振荡器11用于在反激式开关电源工作时，输出开启信号以开启功率管。
峰值比较器12用于比较CS采样电阻的采样电压与第一电压阈值，并在采样电压大于第一电压阈值时，向延时电路13发送延时信号。其中，第一电压阈值可以根据实际需要设置大小，功率管开启后，在功率管开启时间内，变压器初级绕组的电流线性上升，则CS采样电阻上的采样电压也线性上升，当采样电压上升到第一电压阈值时，峰值比较器12向延时电路13发送延时信号。
延时电路13用于根据延时信号在延迟预定时间后向饱和检测电路15发送检测信号。其中，预定时间可以根据实际需要设置长短，在该预定时间的延迟时间内，采样电压将继续上升。如果变压器处于饱和状态，采样电压将上升得非常快。
模拟加法器14用于将第一电压阈值与预设叠加电压进行叠加得到第二阈值电压。
饱和检测电路15用于在接收到检测信号时检测采样电压与第二阈值电压，并在采样电压大于第二阈值电压时，向振荡器11发送第一控制信号。其中，在延迟时间内，采样电压如果上升得非常快，并且在饱和检测电路15接收到检测信号时，采样电压已经大于第二阈值电压，则判定变压器处于饱和状态。
振荡器11还用于在接收到第一控制信号时，降低开启信号的频率，以延长功率管的关断时间。其中，在判定变压器处于饱和状态后，振荡器11降低开启信号的频率来延长功率管的关断时间，从而使变压器在一个工作周期内复位。这样就能够在每个周期的功率管关断时刻调整电源系统的工作频率，让变压器有足够的时间进行复位，保证电源系统安全稳定工作。
在本实施例中，饱和检测电路15还用于在接收到检测信号之前以及在采样电压小于第二阈值电压时，向振荡器11发送第二控制信号，第二控制信号为第一控制信号翻转后的信号。振荡器11用于接收第一控制信号和第二控制信号，并在仅接收到第一控制信号时，降低开启信号的频率。也就是说，饱和检测电路15在接收到检测信号之前，一直向振荡器11发送第二控制信号，而在接收到检测信号之后，饱和检测电路15根据采样电压和第二阈值电压的比较结果输出第一控制信号和第二控制信号，具体来说，如果采样电压小于第二阈值电压，则饱和检测电路15维持输出第二控制信号，如果采样电压大于第二阈值电压，饱和检测电路15维持输出第一控制信号。第一控制信号例如为高电平信号，第二控制信号例如为低电平信号。
结合参阅图1和图2，图2是本发明实施例的反激式开关电源的变压器防饱和控制系统的一种应用场景示意图。在该应用场景中，前述实施例的变压器防饱和控制系统被集成在控制芯片10内，控制芯片10具有GATE端口、CS端口和FB端口，振荡器11有两个输入端，一个输入端连接饱和检测电路15的输出端，另一个输入端连接FB端口。在图示的电源系统中，电阻R1和电容C1构成启动网络，功率管M1作为环路的开关管，电阻Rcs为CS采样电阻，电阻R4、电容C4和二极管D1构成RCD吸收网络。峰值比较器12通过CS端口获取CS采样电阻的采样电压。
控制芯片10在上电后，当电容C1上的电压上升到启动电压后，振荡器11根据FB端口输入的反馈电流输出开启信号，该开启信号直接或间接转换为GATE信号从GATE端口输出，以开启功率管M1。
通过上述方式，本发明实施例的反激式开关电源的变压器防饱和控制系统在功率管工作在开周期且CS采样电阻的采样电压达到第一电压阈值时，延迟预定时间后，检测采样电压是否达到第二电压阈值，第二电压阈值为第一电压阈值与预设叠加电压相叠加得到，如果采样电压大于第二电压阈值，则判定变压器处于饱和状态，进而降低开启信号的频率，以延长功率管的关断时间，使变压器及时复位，从而能够让变压器处于饱和状态时及时复位，保证电源系统安全稳定工作。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种反激式开关电源的变压器防饱和控制系统，其特征在于，包括振荡器、峰值比较器、延时电路、模拟加法器和饱和检测电路；
所述振荡器用于在反激式开关电源工作时，输出开启信号以开启功率管；
所述峰值比较器用于比较CS采样电阻的采样电压与第一电压阈值，并在所述采样电压大于所述第一电压阈值时，向所述延时电路发送延时信号；
所述延时电路用于根据所述延时信号在延迟预定时间后向所述饱和检测电路发送检测信号；
所述模拟加法器用于将所述第一电压阈值与预设叠加电压进行叠加得到第二阈值电压；
所述饱和检测电路用于在接收到所述检测信号时检测所述采样电压与第二阈值电压，并在所述采样电压大于所述第二阈值电压时，向所述振荡器发送第一控制信号；
所述振荡器还用于在接收到所述第一控制信号时，降低所述开启信号的频率，以延长所述功率管的关断时间。
2.根据权利要求1所述的变压器防饱和控制系统，其特征在于，所述饱和检测电路还用于在接收到所述检测信号之前以及在所述采样电压小于所述第二阈值电压时，向所述振荡器发送第二控制信号，所述第二控制信号为所述第一控制信号翻转后的信号；
所述振荡器用于接收所述第一控制信号和第二控制信号，并在仅接收到所述第一控制信号时，降低所述开启信号的频率。
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