CN108303579B - 一种电压检测电路和方法 - Google Patents

一种电压检测电路和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108303579B
CN108303579B CN201810077807.3A CN201810077807A CN108303579B CN 108303579 B CN108303579 B CN 108303579B CN 201810077807 A CN201810077807 A CN 201810077807A CN 108303579 B CN108303579 B CN 108303579B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
voltage
voltage detection
primary side
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810077807.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108303579A (zh
Inventor
王斯然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd filed Critical Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Priority to CN201810077807.3A priority Critical patent/CN108303579B/zh
Publication of CN108303579A publication Critical patent/CN108303579A/zh
Priority to US16/255,770 priority patent/US10826401B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN108303579B publication Critical patent/CN108303579B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter

Abstract

本发明公开了一种原边高边连接结构的隔离型电路的输入交流电压的电压检测电路和电压检测方法。所述原边高边连接结构的隔离型电路具有串联连接的原边开关和原边绕组,其中,原边绕组与原边开关相连接的一端接控制地,另一端接原边地。所述电压检测电路具有第一端、第二端和输出端,所述第一端耦接至第二整流电路的输出端,所述第二端耦接至原边地,所述电压检测电路将所述第一端的电压信号与所述第二端的电压信号相减,得到差值电压,并对其作采样保持,得到交流电压检测信号。本发明公开的电压检测电路和电压控制方法,可用于检测原边高边连接结构的隔离型电路的输入交流电压,从而使电路可以实现Brown‑in/out、X电容XC的放电控制等功能。

Description

一种电压检测电路和方法
技术领域
本发明涉及一种电子电路,特别地,涉及隔离电路中的电压检测。
背景技术
图1a示出了常用的反激电路的拓扑结构。相较于变压器T1的原边绕组Lp,原边开关M1靠近原边接地端,而相较于副边开关Ds,变压器T1的副边绕组Ls靠近副边接地端,该连接方式为原边低边并且副边高边的结构。图1b示出了另一种反激的拓扑结构,相应地,图1b所示的反激电路的连接方式为原边高边并且副边低边的结构。反激电路的结构方式还可以有原边高边并且副边高边,以及原边低边并且副边低边的结构。但出于降低EMI(ElectroMagnetic Interference)的考虑,反激电路通常采用原边低边并且副边高边(图1a),或者原边高边并且副边低边(图1b)的连接方式。
反激电路通常在原边开关M1断开时,通过控制芯片IC1来获取输入的交流电压Vac的信息,从而实现电路的Brown-in/out、X电容XC的放电控制等功能。但图1b的反激电路的连接方式使得输入的交流电压Vac的信息较难获取。由于原边开关M1位于整流桥101和原边绕组Lp之间,当原边开关M1断开时,输入的交流电压Vac的信息就无从获知。
因此,有必要提出一种检测原边高边连接的反激电路的输入交流电压的电路及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电压检测电路及控制方法,所要解决的技术问题是在原边高边的连接结构的隔离电路中检测输入交流电压,以使得原边高边连接的隔离电路可以实现Brown-in/out、X电容XC的放电控制等功能。
依据本发明一实施例的反激电路,可通过第一整流电路耦接至交流电源,包括:原边开关和原边绕组,串联耦接在第一整流电路的两输出端,其中所述原边绕组与第一整流电路的连接点耦接至原边地,所述原边开关和原边绕组的连接点耦接至控制地;电压检测电路,具有第一端、第二端和输出端,所述第一端通过第二整流电路耦接至交流电源,所述第二端耦接至原边地,所述电压检测电路将所述第一端的电压信号与所述第二端的电压信号相减,得到差值信号,并对差值信号进行采样保持得到交流电压检测信号;以及第一电阻,耦接在电压检测电路的第二端和控制地之间。
在一个实施例中,所述反激电路还包括串联耦接在原边地和电压检测电路的第二端的单向器件和第二电阻。
在一个实施例中,所述电压检测电路包括:减法电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至电压检测电路的第一端,所述第二输入端耦接至电压检测电路的第二端,所述输出端输出第一输入端的电压信号与所述第二输入端的电压信号的差值电压;第一采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压,所述控制端接收时序控制信号,所述输出端输出交流电压检测信号,其中,在第一时序控制信号或第二时序控制信号有效时,所述第一采样保持电路采样并保持输入端所接收的差值电压,并且将其作为交流电压检测信号输出;以及时序控制电路,接收控制原边开关的原边控制信号,基于原边控制信号,输出时序控制信号,其中,在原边控制信号关断原边开关后,经过第一延时,时序控制电路输出有效的第一时序控制信号,经过第二延时,时序控制电路输出有效的第二时序控制信号。
在一个实施例中,所述电压检测电路包括:减法电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至电压检测电路的第一端,所述第二输入端耦接至电压检测电路的第二端,所述输出端输出第一输入端的电压与所述第二输入端的电压的差值电压;第一采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压,所述控制端接收第一时序控制信号,所述输出端输出第一交流电压检测信号,其中,在第一时序控制信号有效时,所述第一采样保持电路采样并保持输入端所接收的差值电压,并且将其作为第一交流电压检测信号输出;第二采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收减法电路第一输入端的电压信号,所述控制端接收第二时序控制信号,所述输出端输出第二交流电压检测信号,其中,在第二时序控制信号有效时,所述第二采样保持电路采样并保持输入端所接收的电压信号,并且将其作为第二交流电压检测信号输出;选择电路,具有第一输入端、第二输入端、输出端和控制端,所述第一输入端接收第一交流电压检测信号,所述第二输入端接收第二交流电压检测信号,所述控制端接收第二时序控制信号,在第二时序控制信号无效时,所述输出端输出第一交流电压检测信号作为交流电压检测信号,在第二时序控制信号有效时,所述输出端输出第二交流电压检测信号作为交流电压检测信号;以及时序控制电路,接收控制原边开关的原边控制信号,基于原边控制信号,输出时序控制信号,其中,在原边控制信号关断原边开关后,经过第一延时,时序控制电路输出有效的第一时序控制信号,经过第二延时,时序控制电路输出有效的第二时序控制信号。
依据本发明一实施例的反激电路,包括前述原边开关、原边绕组、第一电阻、第二电阻和电压检测电路,还包括:副边绕组,磁耦接至原边绕组;副边开关,耦接在副边绕组的第一端和副边地之间;以及输出电容,耦接在副边绕组的第二端和副边地之间。
依据本发明一实施例的电压转换电路,包括前述反激电路,还包括:第一整流电路,具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述第一输入端和第二输入端用于耦接交流电源,所述第一输出端和第二输出端耦接至串联耦接的原边开关和原边绕组;第二整流电路,具有第一输入端、第二输出端和输出端,所述第一输入端和第二输入端用于耦接交流电源,所述输出端耦接至电压检测电路的第一端;以及X电容,耦接在第一整流电路的第一输入端和第二输入端之间。
依据本发明一实施例的用于检测原边高边连接的隔离电路的输入交流电压的电压检测方法,所述隔离电路包括串联耦接的原边开关和原边绕组,所述原边绕组与原边开关耦接的一端耦接至控制地,另一端耦接至原边地,所述电压检测方法包括:检测输入交流电压经过整流后的整流电压得到第一电压;检测原边地的电压得到第二电压;将第一电压与第二电压相减,得到差值电压;以及对差值电压进行采样保持得到交流电压检测信号。
附图说明
图1a示出了原边低边连接的反激电路的拓扑结构;
图1b示出了原边高边连接的反激电路的拓扑结构;
图2示出了根据本发明一实施例的电压检测电路22A用于检测反激电路的输入交流电压Vac的电路结构示意图;
图3示出了根据本发明一实施例的反激电路各信号G1、VHV、VLP、Vcs、SC1及SC2的波形示意图;
图4示出了根据本发明一实施例的第一时序控制电路202和第二时序控制电路203的电路结构示意图;
图5示出了根据本发明一实施例的电压检测电路22B用于检测反激电路的输入交流电压Vac的电路结构示意图;
图6示出了根据本发明一实施例的检测隔离电路的输入交流电压的电压检测方法60。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解,当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时,它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反,当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时,不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
反激电路通常包括如图1a、1b所示的原边开关M1、副边开关Ds以及包含原边绕组Lp和副边绕组Ls的变压器T1。所述副边绕组Ls磁耦接至原边绕组Lp,所述副边开关Ds耦接在副边绕组Ls的第一端和副边地SGND之间,所述输出电容Cout耦接在副边绕组Ls的第二端和副边地SGND之间,并且提供输出电压Vout给后级电路。图2示出了根据本发明一实施例的反激电路原边的电路结构示意图。如图2所示,由交流电源(未在图中示出)提供的交流电压Vac通过第一整流电路21整流及电容C1滤波后生成输入电压Vin加诸至反激电路的串联耦接的原边开关M1和原边绕组Lp,其中,原边开关M1的一端接收输入电压Vin,另一端耦接至原边绕组Lp,而原边绕组Lp未耦接至原边开关M1的另一端则耦接至原边地GND。所述第一整流电路21的两输入端之间还接有X电容XC用于抑制差模干扰。
同时,图2示出了根据本发明一实施例的电压检测电路22A的电路结构示意图。如图2所示,所述电压检测电路22A集成于原边控制芯片IC1。所述原边控制芯片IC1通过PG端输出原边控制信号G1控制原边开关M1的通断。为清晰起见,原边控制芯片IC1的其他电路结构未在图2中示出。所述电压检测电路22A具有第一端HV、第二端CS和输出端,所述第一端HV耦接至第二整流电路23的输出端,所述第二端CS耦接至原边开关M1和原边绕组Lp的连接点,所述电压检测电路23将所述第一端HV的电压VHV与所述第二端CS的电压Vcs相减,在输出端得到交流电压检测信号Vac d。
如图2所示,第二整流电路23的两输入端接收交流电压Vac,其输出端耦接至电压检测电路23的第一端HV。所述第二整流电路23将交流电压Vac整流后输出至电压检测电路23。在一个实施例中,所述第二整流电路23为半桥整流电路,包括如图2所示连接结构的二极管D0和D1,以及电阻R0。
在图2实施例中,反激电路还包括第一电阻R1和第二电阻R2。所述第一电阻R1耦接在电压检测电路22A的第二端CS和控制地PGND之间。所述控制地PGND可以是原边控制芯片IC1和电压检测电路22A的地。所述第二电阻R2耦接在原边地GND和电压检测电路22A的第二端CS之间。在一个实施例中,所述第二电阻R2可被省略,即第二电阻R2的阻值可以为零,电压检测电路22A的第二端CS直接连接于第一电阻R1与原边绕组Lp的连接点。所述第一电阻R1和第二电阻R2用于对原边绕组Lp两端的电压进行分压。
在一个实施例中,所述电压检测电路22A的第二端CS为反激电路原边控制芯片IC1的电流检测端,并且所述反激电路还包括与原边开关M1和原边绕组Lp串联耦接的电流检测电阻Rcs,其一端耦接至原边开关M1,另一端连接至控制地PGND,如图2所示。
在图2所示实施例中,所述电压检测电路22A包括减法电路201,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至第二整流电路23的输出端,也就是电压检测电路22A的第一端HV,所述第二输入端耦接至电压检测电路22A的第二端CS,所述输出端输出第一输入端的电压VHV与所述第二输入端的电压Vcs的差值电压Vx1;第一采样保持电路205,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压Vx1,所述控制端接收时序控制信号Vsct,所述输出端输出交流电压检测信号Vac d,其中,在时序控制信号Vsct有效时,所述第一采样保持电路205采样并保持输入端所接收的差值电压Vx1,并且将其作为交流电压检测信号Vac d输出;以及时序控制电路206,接收控制原边开关M1的原边控制信号G1,基于原边控制信号G1,输出时序控制信号Vsct,其中,在原边控制信号G1关断原边开关M1后,经过第一延时DT1,时序控制电路206生成有效的第一时序控制信号SC1,经过第二延时DT1,时序控制电路206生成有效的第二时序控制信号SC2,在第一时序控制信号SC1或第二时序控制信号SC2有效时,所述时序控制信号Vsct有效。所述交流电压检测信号Vac_d与输入的交流电压Vac的波形一致,两者的值成正比例关系。
图3示出了根据本发明一实施例的反激电路各信号G1、VHV、VLP、Vcs、SC1及SC2的波形示意图。下面结合图2和图3来描述电压检测电路22A的工作原理。在t1时段内,原边控制信号G1控制原边开关M1导通。在t2时段内,原边控制信号G1控制原边开关M1关断。此时,电压VHV的值相对于控制地GND为|Vac|+N×Vo,而原边绕组Lp两端的电压VLP的值为N×Vo,N为变压器的匝数比,Vo为反激电路的输出电压。假设第二电阻R2的阻值与第一电阻R1的阻值比例为K,可得到电压检测电路22A的第二端CS相对于控制地PGND的电压Vcs=N×Vo/(1+K)。在图2实施例中,电压检测电路22A还包括乘法电路210,连接在第二端CS和减法电路201之间,将电压Vcs放大1+K倍后输入至减法电路201,即将电压N×Vo输入至减法电路201。在一个实施例中,第一电阻R1的阻值远大于第二电阻R2的阻值,或者第二电阻R2的阻值为零时,则Vcs≈N×Vo,乘法电路210可被省略。电压检测电路22A的第一端HV的电压VHV与第二端CS的电压Vcs经过减法电路201相减后,得到差值电压Vx1=VHV-Vcs=|Vac|。在断续电流模式下,当流过原边绕组的电流降为零后,原边绕组Lp两端的电压VLP会有振荡,即电压检测电路22A的第二端CS的电压Vcs会有振荡。显然,在该振荡期间的差值电压Vx1不能准确反映交流电压Vac的信息。因此,第一采样保持电路205在第一时序控制信号SC1有效时,即高电平期间,采样保持差值电压Vx1的值,同时在输出端将其作为交流电压检测信号Vac_d输出。为了防止原边开关M1关断时间太长,第一采样保持电路205的保持精度不够而导致交流电压检测信号Vac_d的值下降,第一采样保持电路205在第二时序控制信号SC2有效时,即高电平期间,再一次采样保持差值电压Vx1的值,同时在输出端将其作为交流电压检测信号Vac_d输出。如图3所示,第二时序控制信号SC2有效期间,原边绕组Lp上的电压VLP已下降为零,因此此时电压VHV为|Vac|,并且电压Vcs约为零。从而,两者的差值电压的值Vx1依然为|Vac|。
在图2的实施例中,反激电路还包括单向器件D2,耦接在原边地GND和电压检测电路22A的第二端CS,即与第二电阻R2串联在一起。所述单向器件D2用于防止电压检测电路22A第二端CS的电压Vcs及原边绕组两端的电压VLP的反向。在一个实施例中,所述单向器件D2包括二极管,其阳极端耦接至原边地GND,阴极端耦接至电压检测电路22B的第二端CS。在其他实施例中,单向器件D2也可以省略。
如图2所示,时序控制电路206包括第一时序控制电路202、第二时序控制电路203以及逻辑电路204。所述第一时序控制电路202接收原边控制信号G1,并且基于原边控制信号G1输出第一时序控制信号SC1。所述第二时序控制信号203接收原边控制信号G1,并且基于原边控制信号G1输出第二时序控制信号SC2。时序控制信号Vsct为第一时序控制信号SC1和第二时序控制信号SC2经过逻辑电路204的逻辑运算后的信号。该逻辑电路204的功能为:在第一时序控制信号SC1和第二时序控制信号SC2任一信号有效期间,使得时序控制信号Vsct有效。在一个实施例中,逻辑电路204包含或门电路。
所述第一时序控制电路202接收原边控制信号G1,在原边控制信号G1关断原边开关M1后经过第一延时DT1,输出有效的第一时序控制信号SC1。所述第一延时DT1用于屏蔽原边开关M1关断瞬间各电压信号上所产生的毛刺。本领域普通技术人员可以根据具体应用电路来合理设置第一延时DT1的值。在一个实施例中,所述第一延时DT1的值为1μs。
所述第二时序控制电路203接收原边控制信号G1,在原边控制信号G1关断原边开关M1后经过第二延时DT2,输出有效的第二时序控制信号SC2。所述第二延时DT2的取值需使得有效的第二时序控制信号SC2出现在第二端CS的电压Vcs的振荡结束后。本领域普通技术人员可以根据交流电压Vac的频率及具体应用电路来合理设置第二延时DT2的值。在一个实施例中,所述第二延时DT2的值为500μs。
图4示出了根据本发明一实施例的第一时序控制电路202和第二时序控制电路203的电路结构示意图。
如图4所示,所述第一时序控制电路202包括反相电路2021、延时电路2022和短脉冲电路2023。所述反相电路2021将原边控制信号G1反相后输入至延时电路2022,所述延时电路2022将反相后的原边控制信号G1延后第一延时DT1后输入至短脉冲电路2023,所述短脉冲电路2023在接收至输入信号的上升沿时,输出脉冲,产生第一时序控制信号SC1。应当理解,第一时序控制电路202可以以其他电路形式实现,只要符合前文所述功能均不脱离本发明的精神或实质。例如可以直接将原边控制信号G1延时后,在延时后的信号下降沿输出脉冲来产生第一时序控制信号SC1。
如图4所示,所述第二时序控制电路203包括反相电路2031,延时电路2032和RS触发器2033。所述反相电路2031将原边控制信号G1反相后输入至延时电路2032,所述延时电路2032将反相后的原边控制信号G1延后第二延时DT1后输入至RS触发器2033的置位端“S”,所述原边控制信号G1用于控制RS触发器2033的复位端“R”。原边控制信号G1的上升沿复位RS触发器2033,其下降沿经过第二延时DT2置位RS触发器2033,由此产生如图3所示的第二时序控制信号SC2的波形。
在一个实施例中,第二时序控制电路203也可以具有和第一时序控制电路202相同的电路结构,区别在于两者的延时时长不同。在此情形下,第二时序控制信号SC2的有效状态是如第一时序控制信号SC1一样的短脉冲状态,而非图3所示延时DT2后的高电平时长。
图2和图4的电路结构以及图3的信号波形示出了第一时序控制信号SC1的有效状态为脉冲状态以及第二时序控制信号SC2的有效状态为高电平状态的实施例。本领域普通技术人员应当理解,当第一时序控制信号SC1和第二时序控制信号SC2的有效状态以其他信号形式来表达时,相应的电路结构也会有所变化。因此,第一时序控制电路202和第二时序控制电路203的电路结构并不限于图2和图4所示实施例。但只要实现符合前述要求的时序控制信号来控制第一采样保持电路205的采样时刻的电路均符合本发明的精神或实质。
图5示出了根据本发明一实施例的电压检测电路22B用于检测反激电路的输入交流电压Vac的电路结构示意图。与图2所示的电压检测电路22A相比,电压检测电路22B的结构有所不同。如图5所示,电压检测电路22B包括:减法电路201,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至第二整流电路23的输出端,也就是电压检测电路22A的第一端HV,所述第二端耦接至电压检测电路22A的第二端CS,所述输出端输出第一端HV的电压VHV与所述第二端CS的电压Vcs的差值电压Vx1;第一采样保持电路205,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压Vx1,所述控制端接收第一时序控制信号SC1,所述输出端输出第一交流电压检测信号Vac1,其中,在第一时序控制信号SC1有效时,所述第一采样保持电路205采样并保持输入端所接收的差值电压Vx1,并且将其作为第一交流电压检测信号Vac1输出;第二采样保持电路207,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收减法电路201第一端HV的电压信号VHV,所述控制端接收第二时序控制信号SC2,所述输出端输出第二交流电压检测信号Vac2,其中,在第二时序控制信号SC2有效时,所述第二采样保持电路207采样并保持输入端所接收的电压信号VHV,并且将其作为第二交流电压检测信号Vac2输出;选择电路208,具有第一输入端、第二输入端、输出端和控制端,所述第一输入端接收第一交流电压检测信号Vac1,所述第二输入端接收第二交流电压检测信号Vac2,所述控制端接收第二时序控制信号SC2,在第二时序控制信号SC2无效时,所述输出端输出第一交流电压检测信号Vac1作为交流电压检测信号Vac_d,在第二时序控制信号SC2有效时,所述输出端输出第二交流电压检测信号Vac2作为交流电压检测信号Vac_d;以及时序控制电路209,接收控制原边开关的原边控制信号G1,基于原边控制信号G1,输出第一时序控制信号SC1和第二时序控制信号SC2,其中,在原边控制信号G1关断原边开关M1后,经过第一延时DT1,时序控制电路209输出有效的第一时序控制信号SC1,经过第二延时DT2,时序控制电路209输出有效的第二时序控制信号SC2。
与图2电路类似,图5所示反激电路还包括耦接在电压检测电路22B的第二端CS和控制地PGND之间的第一电阻R1,以及耦接在原边地GND和电压检测电路22A的第二端CS之间的第二电阻R2。同样地,在部分实施例中,所述第一电阻R1可被省略,即其值可以为零。
在一个实施例中,所述时序控制电路209包括第一时序控制电路202和第二时序控制电路203。第一时序控制电路202和第二时序控制电路203的电路结构前文已有描述,此处不再赘述。
在图5实施例中,第一采样保持电路205在第一时序控制信号SC1有效时采样输入端的差值电压Vx1,并保持其值不变,将其在输出端作为第一交流电压检测信号Vac1输出。第二采样保持电路207在第二时序控制信号SC2有效时采样输入端的电压VHV,并保持其值不变,将其在输出端作为第二交流电压检测信号Vac2输出。所述选择电路208在第二时序控制信号SC2无效期间,输出第一电压检测信号Vac1作为最终的交流电压检测信号Vac_d,在第二时序控制信号SC2有效期间,输出第二交流电压检测信号Vac2作为最终的交流电压检测信号Vac_d。通过图3中信号VHV的波形可知,第二时序控制信号SC2有效期间,电压VHV的值等于整流电压|Vac|的值。也就是说,第一时序控制信号SC1有效时,差值电压Vx1=|Vac|作为交流电压检测信号Vac_d。为防止电流断续模式下原边开关M1的关断时间过长,采样保持电路的精度不够而导致交流电压检测信号Vac_d下降,在第二时序控制信号SC2有效期间,电压VHV=|Vac|被采样保持并作为第二交流电压检测信号Vac2用于更新交流电压检测信号Vac。
前述实施例中所描述的电压检测电路,既可以集成于原边控制芯片,也可以集成于单独的芯片。
图6示出了根据本发明一实施例的检测隔离电路的输入交流电压的电压检测方法60。所述隔离电路包括如反激电路等具有原副边结构的电路,其原边结构可以如图2或图5电路所示。所述电压检测方法60包括:步骤601,检测输入交流电压经过整流后的整流电压得到第一电压;步骤602,检测原边绕组两端的电压得到第二电压;步骤603,将第一电压与第二电压相减,得到差值电压;以及步骤604,对差值电压进行采样保持,并将结果作为交流电压检测信号。
在一个实施例中,所述步骤604包括:在原边开关关断后经过第一延时,采样并保持差值电压,将其作为交流电压检测信号输出;以及在原边开关关断后经过第二延时,采样并保持差值电压,并将交流电压检测信号的值更新为此时得到的差值电压。
在一个实施例中,所述步骤604包括:在原边开关关断后经过第一延时,采样并保持差值电压,将其作为交流电压检测信号输出;以及在原边开关关断后经过第二延时,采样并保持第一电压,并将交流电压检测信号的值更新为此时得到的第一电压。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种反激电路,可通过第一整流电路耦接至交流电源,包括:
原边开关和原边绕组,串联耦接在第一整流电路的两输出端,其中所述原边绕组与第一整流电路的连接点耦接至原边地,所述原边开关和原边绕组的连接点耦接至控制地;
电压检测电路,具有第一端、第二端和输出端,所述第一端通过第二整流电路耦接至交流电源,所述第二端耦接至原边地,所述电压检测电路将所述第一端的电压信号与所述第二端的电压信号相减,得到差值信号,原边开关关断后经过延时,对差值信号进行采样保持得到交流电压检测信号;以及
第一电阻,耦接在电压检测电路的第二端和控制地之间。
2.如权利要求1所述的反激电路,其中所述电压检测电路包括:
减法电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至电压检测电路的第一端,所述第二输入端耦接至电压检测电路的第二端,所述输出端输出第一输入端的电压信号与所述第二输入端的电压信号的差值电压;
第一采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压,所述控制端接收时序控制信号,所述输出端输出交流电压检测信号,其中,在第一时序控制信号或第二时序控制信号有效时,所述第一采样保持电路采样并保持输入端所接收的差值电压,并且将其作为交流电压检测信号输出;以及
时序控制电路,接收控制原边开关的原边控制信号,基于原边控制信号,输出时序控制信号,其中,在原边控制信号关断原边开关后,经过第一延时,时序控制电路输出有效的第一时序控制信号,经过第二延时,时序控制电路输出有效的第二时序控制信号。
3.如权利要求1所述的反激电路,其中所述电压检测电路包括:
减法电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端耦接至电压检测电路的第一端,所述第二输入端耦接至电压检测电路的第二端,所述输出端输出第一输入端的电压与所述第二输入端的电压的差值电压;
第一采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收所述差值电压,所述控制端接收第一时序控制信号,所述输出端输出第一交流电压检测信号,其中,在第一时序控制信号有效时,所述第一采样保持电路采样并保持输入端所接收的差值电压,并且将其作为第一交流电压检测信号输出;
第二采样保持电路,具有输入端、输出端和控制端,所述输入端接收减法电路第一输入端的电压信号,所述控制端接收第二时序控制信号,所述输出端输出第二交流电压检测信号,其中,在第二时序控制信号有效时,所述第二采样保持电路采样并保持输入端所接收的电压信号,并且将其作为第二交流电压检测信号输出;
选择电路,具有第一输入端、第二输入端、输出端和控制端,所述第一输入端接收第一交流电压检测信号,所述第二输入端接收第二交流电压检测信号,所述控制端接收第二时序控制信号,在第二时序控制信号无效时,所述输出端输出第一交流电压检测信号作为交流电压检测信号,在第二时序控制信号有效时,所述输出端输出第二交流电压检测信号作为交流电压检测信号;以及
时序控制电路,接收控制原边开关的原边控制信号,基于原边控制信号,输出时序控制信号,其中,在原边控制信号关断原边开关后,经过第一延时,时序控制电路输出有效的第一时序控制信号,经过第二延时,时序控制电路输出有效的第二时序控制信号。
4.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括耦接在原边地和电压检测电路的第二端的单向器件。
5.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括耦接在原边地和电压检测电路的第二端的第二电阻。
6.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括串联耦接在原边地和电压检测电路的第二端的单向器件和第二电阻。
7.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括:
耦接在原边地和电压检测电路的第二端的第二电阻;以及
耦接在电压检测电路的第二端和减法电路的第二输入端之间的乘法器,所述乘法器用于将电压检测电路第二端的电压乘以倍数1+K后输入至减法电路,其中,K为第二电阻与第一电阻的阻值比。
8.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括:
串联耦接在原边地和电压检测电路的第二端的单向器件和第二电阻;以及
耦接在电压检测电路的第二端和减法电路的第二输入端之间的乘法器,所述乘法器用于将电压检测电路第二端的电压乘以倍数1+K后输入至减法电路,其中,K为第二电阻与第一电阻的阻值比。
9.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,其中所述电压检测电路集成于原边控制芯片,所述电压检测电路的第二端耦接至原边控制芯片的电流检测引脚。
10.如权利要求1-3任一项所述的反激电路,还包括:
副边绕组,磁耦接至原边绕组;
副边开关,耦接在副边绕组的第一端和副边地之间;以及
输出电容,耦接在副边绕组的第二端和副边地之间。
11.一种电压转换电路,包括如权利要求10所述的反激电路,还包括:
第一整流电路,具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述第一输入端和第二输入端用于耦接交流电源,所述第一输出端和第二输出端耦接至串联耦接的原边开关和原边绕组;
第二整流电路,具有第一输入端、第二输出端和输出端,所述第一输入端和第二输入端用于耦接交流电源,所述输出端耦接至电压检测电路的第一端;以及
X电容,耦接在第一整流电路的第一输入端和第二输入端之间。
12.一种用于检测原边高边连接的隔离电路的输入交流电压的电压检测方法,所述隔离电路包括串联耦接的原边开关和原边绕组,所述原边绕组与原边开关耦接的一端耦接至控制地,另一端耦接至原边地,所述电压检测方法包括:
检测输入交流电压经过整流后的整流电压得到第一电压;
检测原边地的电压得到第二电压;
将第一电压与第二电压相减,得到差值电压;以及
原边开关关断后经过延时,对差值电压进行采样保持得到交流电压检测信号。
13.如权利要求12所述的电压检测方法,其中对差值电压进行采样保持得到交流电压检测信号包括:
在原边开关关断后经过第一延时,采样并保持差值电压,将其作为交流电压检测信号输出;以及
在原边开关关断后经过第二延时,采样并保持差值电压,并将交流电压检测信号的值更新为此时得到的差值电压。
14.如权利要求12所述的电压检测方法,其中对差值电压进行采样保持得到交流电压检测信号包括:
在原边开关关断后经过第一延时,采样并保持差值电压,将其作为交流电压检测信号输出;以及
在原边开关关断后经过第二延时,采样并保持第一电压,并将交流电压检测信号的值更新为此时得到的第一电压。
CN201810077807.3A 2018-01-26 2018-01-26 一种电压检测电路和方法 Active CN108303579B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810077807.3A CN108303579B (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种电压检测电路和方法
US16/255,770 US10826401B2 (en) 2018-01-26 2019-01-23 Input AC voltage sensing for flyback circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810077807.3A CN108303579B (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种电压检测电路和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108303579A CN108303579A (zh) 2018-07-20
CN108303579B true CN108303579B (zh) 2020-08-25

Family

ID=62866273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810077807.3A Active CN108303579B (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种电压检测电路和方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10826401B2 (zh)
CN (1) CN108303579B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742964A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 成都芯源系统有限公司 具有输入功率限制的ac/dc变换器的控制电路和方法
CN110445361B (zh) 2019-08-01 2021-02-19 成都芯源系统有限公司 一种安规电容器的放电电路和放电方法
CN111313729B (zh) 2019-12-16 2022-02-18 成都芯源系统有限公司 一种功率变换器及其供电方法
CN113258784B (zh) * 2021-06-08 2022-12-16 成都芯源系统有限公司 一种开关电源的供电电源电路及其控制方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3682033D1 (de) * 1985-11-21 1991-11-21 Toshiba Kawasaki Kk Steuereinrichtung fuer leistungskonverter.
DE19808890A1 (de) * 1998-03-03 1999-09-09 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltnetzteil mit aktiver Oberwellenbegrenzung
US8081495B2 (en) * 2008-11-20 2011-12-20 Semiconductor Components Industries, Llc Over power compensation in switched mode power supplies
CN101881791B (zh) * 2009-04-30 2015-08-05 日置电机株式会社 电压检测装置
CN101572490B (zh) * 2009-06-15 2012-05-30 浙江大学 零电压开关反激式直流-直流电源转换装置
JP2011062026A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Panasonic Corp スイッチング電源装置及び半導体装置
WO2011104985A1 (ja) * 2010-02-25 2011-09-01 富士電機システムズ株式会社 電流推定回路
CN102364857B (zh) * 2011-02-01 2012-12-12 杭州士兰微电子股份有限公司 一种原边控制的恒流开关电源控制器及方法
JP5400833B2 (ja) * 2011-06-06 2014-01-29 シャープ株式会社 スイッチング電源回路、半導体装置、led照明装置
JP2013200225A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Sanken Electric Co Ltd 交流入力電圧検出回路
CN102749498B (zh) * 2012-07-16 2015-02-04 成都芯源系统有限公司 一种交流电压检测电路及其方法和安规电容放电电路
CN102944723B (zh) 2012-12-04 2015-02-18 成都芯源系统有限公司 一种电压检测电路以及电压检测方法
US9407154B2 (en) * 2013-06-14 2016-08-02 Advanced Charging Technologies, LLC Electrical circuit for delivering power to consumer electronic devices
US9584009B2 (en) * 2013-07-10 2017-02-28 Microchip Technology Inc. Line current reference generator
CN103344816B (zh) * 2013-07-10 2015-09-23 成都芯源系统有限公司 交流电压的峰值采样方法,电路及应用其的开关变换器
US9442157B2 (en) * 2013-12-05 2016-09-13 Chipone Technology (Beijing) Co., Ltd. Controller capable of detecting input power and generating a protection signal
JP6356545B2 (ja) * 2014-09-04 2018-07-11 ローム株式会社 スイッチング電源装置
US10263508B2 (en) * 2015-07-21 2019-04-16 Christopher Donovan Davidson Single stage isolated AC/DC power factor corrected converter
US9762131B1 (en) * 2016-05-23 2017-09-12 Inno-Tech Co., Ltd. Flyback converter with no need for the auxiliary winding
US9837917B1 (en) * 2016-07-26 2017-12-05 Infineon Technologies Austria Ag X-cap. discharge method for flyback converter
JP6946878B2 (ja) * 2017-09-13 2021-10-13 富士電機株式会社 力率改善回路及びこれを使用したスイッチング電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10826401B2 (en) 2020-11-03
CN108303579A (zh) 2018-07-20
US20190238058A1 (en) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108303579B (zh) 一种电压检测电路和方法
TWI521852B (zh) 隔離式開關變換器及其控制器和控制方法
US10992234B2 (en) Adaptive control of synchronous rectifier switching device
US8213203B2 (en) Method and apparatus for controlling a constant current output in a switching mode power supply
US10128762B2 (en) Semiconductor device for controlling power source
US8625313B2 (en) High-side synchronous rectifier circuits and control circuits for power converters
US8164927B2 (en) Switch control device and switch control method
TWI499192B (zh) 用於偵測變壓器之消磁電壓的適應性取樣電路及控制電路
US7701735B2 (en) Converter and driving method thereof
US10298136B2 (en) Flyback converter, control circuit and control method therefor
US20200127571A1 (en) Semiconductor device for switching power supply control and ac-dc converter
Park et al. A CCM/DCM dual-mode synchronous rectification controller for a high-efficiency flyback converter
KR101727290B1 (ko) 컨버터 및 그 구동 방법
TW201818643A (zh) 返馳式電源供應電路及其sr開關控制電路與功率開關控制電路
JP7095784B2 (ja) スイッチング電源装置
CN104795997A (zh) 正向转换器及次级侧开关控制器
CN110311567B (zh) 控制开关谐振转换器
JP2020162325A (ja) スイッチング電源装置
CN112803722B (zh) 隔离式开关变换器及其控制器和控制方法
KR102143254B1 (ko) 플라이백 컨버터의 pwm 제어장치
JP2017169268A (ja) 全波整流回路
JP2005137195A (ja) 整流素子としてのmosトランジスタの制御
TW201404027A (zh) 電能轉換器以及用於控制電能轉換器的方法
US9735687B2 (en) Regulating power converter by sensing transformer discharge timing
KR101600297B1 (ko) 발진회로 및 그를 이용한 전원장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant