CN108599595A - 一种开关电源及其副边到原边的通信方法 - Google Patents

一种开关电源及其副边到原边的通信方法 Download PDF

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CN108599595A CN201810294276.3A CN201810294276A CN108599595A CN 108599595 A CN108599595 A CN 108599595A CN 201810294276 A CN201810294276 A CN 201810294276A CN 108599595 A CN108599595 A CN 108599595A
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Abstract

本申请公开了一种开关电源,包括:原边绕组与开关电源的输入级耦合、副边绕组与负载电路耦合且辅助绕组与反馈端子耦合的变压器;与副边绕组耦合的第一控制器;与原边绕组耦合的第二控制器和功率开关;与第二控制器耦合的反馈端子;第一控制器用于获取开关电源副边的反馈信息;并按照预设编码规则将反馈信息进行编码,在开关电源的副边导通时间内通过副边绕组发送编码信号;反馈端子用于通过辅助绕组接收编码信号;第二控制器用于对编码信号进行解码以获取反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动功率开关。本申请避免了使用光耦元件,成本和设计难度较低。本申请还公开了一种开关电源中副边到原边的通信方法,也具有上述有益效果。

Description

一种开关电源及其副边到原边的通信方法
技术领域
本申请涉及开关电源技术领域,特别涉及一种开关电源及其副边到原边的通信方法。
背景技术
原边反馈(Primary Side Regulate,PSR)技术是近十年间发展起来的新型AC/DC控制技术,常应用于开关电源中,可将开关电源副边侧的输出电压反馈到原边侧以便进行反馈调节。
然而,在实际应用中,从最优化的角度考虑,开关电源的输出功率是需要随着负载如手机等的充电情况而实时进行调整的。由此,需要进行原边反馈的还可以进一步包含负载实时所需电压或电流等信息。而通过充电线和相应的通信机制,负载所需电压或电流等信息是可以传递至副边侧的,但是,由于开关电源中变压器的原边侧与副边侧是处于隔离状态的,所以需要额外的传输路径再传递至原边侧。现有技术提供了添加具有隔离效果的光耦器件来实现反馈的方案,但是,这样无疑提高了设备成本和空间布局的复杂度,不利于设备的小型化。
由此可见,采用何种方式实现开关电源中副边到原边的通信,并同时有效节省布局空间和设备成本,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种开关电源及其副边到原边的通信方法,以便在实现副边到原边通信的同时节省元器件的布局空间和设备成本。
为解决上述技术问题,本申请提供一种开关电源,
变压器,具有与所述开关电源的输入级耦合的原边绕组、与负载电路耦合的副边绕组、以及与反馈端子耦合的辅助绕组;
与所述副边绕组耦合的第一控制器;
与所述原边绕组耦合的第二控制器和功率开关;
与所述第二控制器耦合的所述反馈端子;
所述第一控制器用于获取所述开关电源副边的反馈信息;并按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码,在所述开关电源的副边导通时间内通过所述副边绕组发送编码信号;
所述反馈端子用于通过所述辅助绕组接收所述编码信号;
所述第二控制器用于对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动所述功率开关。
可选地,所述反馈信息包括以下任意一项或者任意组合:
负载所需电压值、负载所需电流值、关断信号、重启信号。
可选地,
所述副边导通时间跟随在所述开关电源的原边导通时间之后;所述开关电源的死区时间跟随在所述副边导通时间之后。
可选地,在所述副边导通时间及所述死区时间内,所述功率开关截止。
可选地,所述预设编码规则为二进制编码规则。
可选地,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的副边导通时间内,根据所述编码信号逐位向与第一开关管并联的第二开关管发送通断控制信号,以便所述反馈端子根据检测到的反馈电压的变化接收所述编码信号;
其中,所述第一开关管与所述第二开关管并联在所述副边绕组所在电流通路中,且具有不同的导通压降;所述通断控制信号与所述编码信号的对应数据位的数据大小相关。
可选地,所述第二开关管为与所述副边绕组耦合的副边整流MOS管。
可选地,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的单个副边导通时间内,根据所述编码信号对应数据位的多位数据,连续多次逐位向与所述第一开关管并联的所述第二开关管发送所述通断控制信号。
可选地,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的单个副边导通时间内,根据所述编码信号对应数据位的一位数据,向与所述第一开关管并联的所述第二开关管发送一次所述通断控制信号。
可选地,所述第一控制器为与所述副边绕组耦合的副边整流控制器。
本申请还提供了另一种开关电源,包括:
变压器;
反馈端子,用于在所述开关电源的副边导通时间内,从所述变压器的副边接收编码信号;
检测电路,设置在所述变压器的原边,用于对所述编码信号进行解码,并生成相应的控制信号;
驱动电路,与所述检测电路耦合,用于根据所述控制信号驱动与所述变压器的原边耦合的功率开关。
可选地,所述反馈端子与所述变压器的辅助绕组耦合;
所述反馈端子具体用于:
通过所述辅助绕组从所述变压器的副边接收所述编码信号。
本申请还提供了一种开关电源中副边到原边的通信方法,应用于与所述开关电源中变压器的副边绕组耦合的第一控制器,包括:
获取所述开关电源副边的反馈信息;
按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码;
在所述开关电源的副边导通时间内通过所述副边绕组发送编码信号;以便令与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子通过所述辅助绕组接收所述编码信号,进而令与所述反馈端子耦合的第二控制器对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
本申请还提供了另一种开关电源中副边到原边的通信方法,应用于与所述开关电源中变压器的原边绕组耦合的第二控制器,包括:
接收与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子在所述开关电源的副边导通时间内检测到的编码信号;其中,所述编码信号为与所述变压器的副边绕组耦合的第一控制器在获取所述开关电源副边的反馈信息、并按照预设编码规则进行编码后,通过所述副边绕组发送的编码信号;
对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息;
生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
本申请所提供的开关电源中,包括:变压器,具有与所述开关电源的输入级耦合的原边绕组、与负载电路耦合的副边绕组、以及与反馈端子耦合的辅助绕组;与所述副边绕组耦合的第一控制器;与所述原边绕组耦合的第二控制器和功率开关;与所述第二控制器耦合的所述反馈端子;其中,所述第一控制器用于获取所述开关电源副边的反馈信息;并按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码,在所述开关电源的副边导通时间内通过所述副边绕组发送编码信号;所述反馈端子用于通过所述辅助绕组接收所述编码信号;所述第二控制器用于对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动所述功率开关。
可见,相比于现有技术,本申请所提供的开关电源中,副边侧的第一控制器在开关电源的副边导通时间内利用副边绕组对反馈信息编码得到的编码信号进行发送,将反馈信息叠加在了反馈端子利用辅助绕组检测到的反馈电压中,使得原边侧的第二控制器可以根据反馈端子接收到的编码信号进行解码,并根据解码得到的反馈信息对开关电源的输出进行调节,完成副边到原边的反馈通信过程。由于本申请无需增设光耦元器件,因此可以有效地节省元器件布局空间,降低设备成本和设计难度。本申请所提供的开关电源中副边到原边的通信方法,同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案,下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然,下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图,所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请实施例所提供的一种开关电源的电路结构图;
图2为本申请实施例所提供的一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图;
图3为本申请实施例所提供的另一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图;
图4为本申请实施例所提供的又一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图;
图5为本申请实施例所提供的一种开关电源中的副边到原边的通信方法的流程图;
图6为本申请实施例所提供的另一种开关电源中的副边到原边的通信方法的流程图。
具体实施方式
本申请的核心在于提供一种开关电源及其副边到原边的通信方法,以便在实现副边到原边通信的同时节省元器件的布局空间和设备成本。
为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
请参考图1,图1为本申请实施例所提供的一种开关电源的电路结构图,主要包括:
变压器T,具有与开关电源的输入级耦合的原边绕组L1、与负载电路耦合的副边绕组L2、以及与反馈端子耦合的辅助绕组L3;
与副边绕组L2耦合的第一控制器;
与原边绕组L1耦合的第二控制器和功率开关S;
与第二控制器耦合的反馈端子;
第一控制器用于获取开关电源副边的反馈信息;并按照预设编码规则将反馈信息进行编码,在开关电源的副边导通时间内通过副边绕组L2发送编码信号;
反馈端子用于通过辅助绕组L3接收编码信号;
第二控制器用于对编码信号进行解码以获取反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动功率开关S。
具体地,为了避免增加使用光耦等器件,本申请实施例所提供的开关电源具体是利用与副边绕组L2耦合的第一控制器来进行反馈信息的编码与发送、并利用反馈端子和与原边绕组L1耦合的第二控制器来进行反馈信息的接收与解码的。可见,本申请无需其他额外添加的光耦元件,因而可以既不会增加设备成本,也不会增加电路元件的布局难度。
如前所述,这里所说的反馈信息可以为各种需要反馈到原边的信息。作为一种优选实施例,反馈信息具体可以包括但不限于以下任意一项或者任意组合:负载所需电压值、负载所需电流值、关断信号、重启信号。当然,本领域技术人员还可以根据实际应用情况和需求自行选择其他一些反馈信息并设置实现,本申请实施例对此并不进行限定。
一般地,在开关电源副边侧,与副边绕组L2耦合的第一控制器可以通过负载电路获取到上述反馈信息,但是,对于相互隔离的副边侧和原边侧,需要设定一定的通信规则来实现反馈信息的传递。具体地,在本申请实施例所提供的开关电源中,第一控制器在获取到所说的反馈信息之后,可以按照预设编码规则将反馈信息进行编码,从而得到编码信号,以便进行发送。
容易理解的是,反馈信息经编码后所生成的编码信号可以根据所说的预设编码规则再进行解码,以便还原得到原本的反馈信息。至于这里所说的预设编码规则,本领域技术人员可以自行选择并设置实现,例如可选用数字信号处理中常用的二进制编码等,本申请实施例对此并不进行限定。
如前所述,反馈信息的反馈过程需要设定一定的通信规则,所说的通信规则除了包括反馈信息如何进行编码外,还包括如何发送以及如何接收。在本申请所提供的开关电源中,第一控制器具体是在开关电源的副边导通时间内进行编码信号的发送的。一般地,开关电源的工作周期可分为三个阶段,分别为原边导通时间、副边导通时间和死区时间。在开关电源的一个工作周期中,所说的开关电源的副边导通时间跟随在开关电源的原边导通时间之后,而在副边导通时间之后是开关电源的死区时间。在副边导通时间内,开关电源中原边侧的功率开关S截止,而副边侧形成了电流通路,因此反馈端子通过辅助绕组L3检测到的反馈电压Vfb在副边导通阶段是处于高电平状态的。因此,此时若利用副边绕组L2输入编码信号,必然会引起变压器T内磁通的变化,进而使得原本处于高电平状态的反馈电压Vfb也产生响应,其效果上相当于在原有的反馈电压Vfb的基础上叠加一个与编码信号相对应的、呈规律的电压信号,从而可利用反馈端子从反馈电压Vfb中接收编码信号。
利用变压器自身的隔离功能,第一控制器可以通过副边绕组L2在副边导通时间内发送编码信号,将编码信号以变压器磁通能量的形式进行传递,以便反馈端子通过辅助绕组L3来接收编码信号,并将其发送至与反馈端子耦合的第一控制器。与编码的过程相反,第一控制器利用所说的预设编码规则对编码信号进行解码,获取传递的反馈信息,从中了解开关电源副边侧负载等的相关情况,进而生成相应的控制信号以驱动功率开关S,从而对开关电源的输出进行科学有效的调节。
需要说明的是,本申请所提供的开关电源中,第一控制器具体可以采用多种方式来发送编码信号,例如,可以通过控制一些开关元件的通断以改变副边绕组L2中形成的电流通路来调节反馈电压Vfb,也可以通过控制一些储能元件的放电状态等方式来调节反馈电压Vfb。本领域技术人员可以根据实际应用情况自行选择其他方式并设置实现,本申请实施例对此并不进行限定。
可见,本申请实施例所提供的开关电源中,副边侧的第一控制器在开关电源的副边导通时间内利用副边绕组L2对反馈信息编码得到的编码信号进行发送,将反馈信息叠加在了反馈端子利用辅助绕组L3检测到的反馈电压中,使得原边侧的第二控制器可以根据反馈端子接收到的编码信号进行解码,并根据解码得到的反馈信息对开关电源的输出进行调节,完成副边到原边的反馈通信过程。由于本申请无需增设光耦元器件,因此可以有效地节省元器件布局空间,降低设备成本和设计难度。
本申请所提供的开关电源,在上述实施例的基础上:
作为一种优选实施例,预设编码规则为二进制编码规则。
具体地,如前所述,在进行反馈信息的编码时,第一控制器具体可采用常用的二进制编码规则,将反馈信息以由0和1构成的数字信号进行传递。
作为一种优选实施例,第一控制器具体用于:
在开关电源的副边导通时间内,根据编码信号逐位向与第一开关管并联的第二开关管发送通断控制信号,以便反馈端子根据检测到的反馈电压Vfb的变化接收编码信号;
其中,第一开关管与第二开关管并联在副边绕组L2所在电流通路中,且具有不同的导通压降;通断控制信号与编码信号的对应数据位的数据大小相关。
如前所述,本申请所提供的开关电源中,第一控制器具体可以采用控制一些开关管的通断以调整副边导通时间内副边侧的电流通路的方式来调节反馈电压Vfb,进而将编码信号叠加在反馈电压Vfb的变化之中。
具体地,可在副边绕组L2的电流通路中设置两个并联的、导通压降不同的开关管。则,第二开关管导通时和关断时电流通路中开关管的总导通压降不同,因此,反馈端子检测到的反馈电压Vfb也不同。其中,反馈电压Vfb的计算式为:
Vfb=λ·k·(Vout+Vq);
其中,λ为反馈端子的分压比例系数;k为辅助线圈L3与副边线圈L2的匝数比;Vout为开关电源的输出电压;Vq为电流通路中开关管的总导通压降。
例如,具体地,在图1所示的一种开关电源的电路结构图中,所说的第一开关管可具体为二极管D,而所说的第二开关管可具体为与二极管D并联的MOS管Q。当MOS管Q关断时,与其并联的二极管D将立刻导通;而由于二极管D本身的导通压降要比低功耗的MOS管Q的导通压降高0.5V左右,因此,根据反馈电压Vfb的计算表达式可知,MOS管Q关断后的反馈电压Vfb应当要比MOS管Q导通时的反馈电压Vfb高。由此,通过反馈电压Vfb的变化情况可间接获取第二开关管的通断状态,而根据其通断控制信号与编码信号的对应数据位的数据大小的关系,则可实现对对应数据位的数据为“0”或者“1”的识别。
当然,本领域技术人员还可以根据实际应用情况自行设置其他连接方式、数量或类型的开关管,本申请实施例对此并不进行限定。
作为一种优选实施例,第二开关管为与副边绕组耦合的副边整流MOS管。
具体地,为了进一步节省元器件布局空间降低设计难度,本申请实施例所提供的开关电源中,所说的第二开关管可具体选择为开关电源副边侧中原有的副边整流MOS管,即,将副边整流MOS管复用为传递反馈信息的第二开关管。
作为一种优选实施例,第一控制器具体用于:
在开关电源的单个副边导通时间内,根据编码信号对应数据位的多位数据,连续多次逐位向与第一开关管并联的第二开关管发送通断控制信号。
具体地,在利用反馈电压Vfb的变化量传输编码信号时,具体可以在单个工作周期的副边导通时间内连续传输多位数据位,即根据对应数据位的多位数据多次逐位控制第二开关管的通断,以提高传输效率。
请参考图2,图2为本申请实施例所提供的一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图。其中,下栏为所说的第二开关管的通断控制信号DRI的波形,上栏为与通断控制信号DRI对应的反馈电压Vfb的波形。
在图2中所示的“第Ⅰ阶段”即为开关电源的原边导通时间;“第Ⅱ阶段”即为所说的开关电源的副边导通时间;而“第Ⅲ阶段”即为开关电源的死区时间。
如图2所示,在第一个工作周期中的副边导通时间内,第二开关管在通断控制信号DRI的控制下先导通后关断,对应地,处于高电平期间的反馈电压Vfb先低后高,出现了一次小幅度的电压跃升,跃升幅度为V0;由此可认为,在第一个工作周期期间,传输了编码信号的两位数据位“01”。在第二个工作周期中的副边导通时间内,第二开关管在通断控制信号DRI的控制下先导通、后关断然后再导通,对应地,处于高电平期间的反馈电压Vfb先低再高后再低,依次出现了一次小幅度的电压跃升和下降,由此可认为,在第二个工作周期期间,传输了编码信号的三位数据位“010”。
作为一种优选实施例,第一控制器具体用于:
在开关电源的单个副边导通时间内,根据编码信号对应数据位的一位数据,向与第一开关管并联的第二开关管发送一次通断控制信号。
具体地,在利用反馈电压Vfb的变化量传输编码信号时,若副边导通时间有限,则具体可以在单个工作周期的副边导通时间内只传输一位数据位,即根据对应数据位的一位数据控制第二开关管的通断。
请参考图3,图3为本申请实施例所提供的另一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图。其中,下栏为所说的第二开关管的通断控制信号DRI的波形,上栏为与通断控制信号DRI对应的反馈电压Vfb的波形。图3中开关电源的各个阶段可参考图2,这里就不再赘述。
如图3所示,在第一个工作周期中的副边导通时间内,第二开关管在通断控制信号DRI的控制下处于导通状态,对应地,处于高电平期间的反馈电压Vfb的幅值相对较低,由此可认为,在第一个工作周期期间传输的是编码信号对应的一位数据位“0”。在第二个工作周期中的副边导通时间内,第二开关管在通断控制信号DRI的控制下处于关断状态,对应地,处于高电平期间的反馈电压Vfb的幅值相较于第一个工作周期高了V0,由此可认为,在第二个工作周期期间传输的是编码信号对应的一位数据位“1”。
请参考图4,图4为本申请实施例所提供的又一种开关电源工作周期内的反馈电压的波形图。其中,从上至下,第一栏为与通断控制信号DRI对应的反馈电压Vfb的波形;第二栏为第二控制器用于读取反馈电压Vfb的采样脉冲信号SH;第三栏为与采样脉冲信号SH对应的反馈电压的变化量△Vfb;第四栏为控制第二开关管通断的通断控制信号DRI的波形。图4中开关电源的各个阶段可参考图2,这里就不再赘述。
图4所对应的传输过程采用的依旧是在单个工作周期的副边导通时间内只传输一位数据位的方式。当采用该方式时,第二控制器可以在每个工作周期内检测一次反馈电压Vfb,并根据上周期内的反馈电压Vfb计算变化量△Vfb,以此来判断第二开关管的通断状态。
具体地,当第二控制器根据反馈电压Vfb的电压变化量获取第二开关管的通断状态时,具体可以先计算第i个工作周期的反馈电压Vfb相对于第i-1个工作周期的反馈电压Vfb的电压变化量△Vfb;然后判断电压变化量△Vfb是否大于预设正阈值;若是,则判定第二开关管由第i-1个工作周期的导通状态在第i个工作周期变为关断状态;若否,则判断电压变化量△Vfb是否小于预设负阈值;若是,则判定第二开关管由第i-1个工作周期的关断状态在第i个工作周期变为导通状态;若否,则可判定第二开关管在第i个工作周期的通断状态与第i-1个工作周期的通断状态相同。
由此可得到,如图4所示的传输过程在五个工作周期中依次传输了编码信号的五位数据位“01001”。
此外,需要说明的是,为了避免电路当中的噪声干扰,在对反馈电压Vfb的变化量△Vfb进行判断时,具体可以设置预设正阈值和预设负阈值来排除干扰。至于阈值的具体取值,可由本领域技术人员根据实际情况自行选择并设置,本申请实施例对此并不进行限定。
作为一种优选实施例,第一控制器为与副边绕组L2耦合的副边整流控制器。
具体地,为了进一步节省电路板的布局空间而降低设计难度,本申请中的第一控制器具体可以为开关电源中的副边整流控制器。即,将副边整流控制器在副边导通时间作为第一控制器来进行反馈信息的编码和发送。
当然,本领域技术人员也可以不选用副边整流控制器,而是另外增设其他的控制器专门用于反馈信息的传递,本申请实施例对此并不进行限定,本领域技术人员可以自行选择并设置实现。
本申请还提供了另一种开关电源,包括:
变压器;
反馈端子,用于在开关电源的副边导通时间内,从变压器的副边接收编码信号;
检测电路,设置在变压器的原边,用于对编码信号进行解码,并生成相应的控制信号;
驱动电路,与检测电路耦合,用于根据控制信号驱动与变压器的原边耦合的功率开关。
在此基础上,作为一种优选实施例,反馈端子与变压器的辅助绕组耦合;
反馈端子具体用于:
通过辅助绕组从变压器的副边接收编码信号。
可见,本申请实施例所提供的开关电源,利用开关电源的副边导通时间从副边接收编码信号,进而根据解码后获取到的信息来调节控制开关电源原边侧的功率开关,实现了副边到原边的反馈调节。由于本申请利用的是变压器本身的隔离耦合特性,而避免使用了光耦元件,因此可有效节省元器件布局空间并降低设计难度和成本。
请参阅图5,图5为本申请实施例所提供的一种开关电源中的副边到原边的通信方法的流程图,应用于与开关电源中变压器T的副边绕组L2耦合的第一控制器,包括以下步骤:
步骤51:获取开关电源副边的反馈信息。
步骤52:按照预设编码规则将反馈信息进行编码。
步骤53:在开关电源的副边导通时间内通过副边绕组L2发送编码信号;以便令与变压器的辅助绕组L3耦合的反馈端子通过辅助绕组L3接收编码信号,进而令与反馈端子耦合的第二控制器对编码信号进行解码以获取反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动与变压器T的原边绕组L1耦合的功率开关。
请参阅图6,图6为本申请实施例所提供的另一种开关电源中副边到原边的通信方法的流程图,应用于与开关电源中变压器T的原边绕组L1耦合的第二控制器,包括以下步骤:
步骤61:接收与变压器T的辅助绕组L3耦合的反馈端子在开关电源的副边导通时间内检测到的编码信号;其中,编码信号为与变压器T的副边绕组L2耦合的第一控制器在获取开关电源副边的反馈信息、并按照预设编码规则进行编码后,通过副边绕组L2发送的编码信号。
步骤62:对编码信号进行解码以获取反馈信息。
步骤63:生成相应的控制信号以驱动与变压器T的原边绕组L1耦合的功率开关。
可见,本申请实施例所提供的开关电源副边到原边的通信方法中,副边侧的第一控制器在开关电源的副边导通时间内利用副边绕组L2对反馈信息编码得到的编码信号进行发送,将反馈信息叠加在了反馈端子利用辅助绕组L3检测到的反馈电压中,使得原边侧的第二控制器可以根据反馈端子接收到的编码信号进行解码,并根据解码得到的反馈信息对开关电源的输出进行调节,完成副边到原边的反馈通信过程。由于本申请无需增设光耦元器件,因此可以有效地节省元器件布局空间,降低设备成本和设计难度。
本申请所提供的开关电源及其副边到原边的通信方法的具体实施方式与上文所描述的开关电源可相互对应参照,这里就不再赘述。
本申请中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言,由于其与实施例公开的装置相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
还需说明的是,在本申请文件中,诸如“第一”和“第二”之类的关系术语,仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种开关电源,其特征在于,包括:
变压器,具有与所述开关电源的输入级耦合的原边绕组、与负载电路耦合的副边绕组、以及与反馈端子耦合的辅助绕组;
与所述副边绕组耦合的第一控制器;
与所述原边绕组耦合的第二控制器和功率开关;
与所述第二控制器耦合的所述反馈端子;
所述第一控制器用于获取所述开关电源副边的反馈信息;并按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码,在所述开关电源的副边导通时间内通过所述副边绕组发送编码信号;
所述反馈端子用于通过所述辅助绕组接收所述编码信号;
所述第二控制器用于对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动所述功率开关。
2.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述反馈信息包括以下任意一项或者任意组合:
负载所需电压值、负载所需电流值、关断信号、重启信号。
3.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,
所述副边导通时间跟随在所述开关电源的原边导通时间之后;所述开关电源的死区时间跟随在所述副边导通时间之后。
4.根据权利要求3所述的开关电源,其特征在于,在所述副边导通时间及所述死区时间内,所述功率开关截止。
5.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述预设编码规则为二进制编码规则。
6.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的副边导通时间内,根据所述编码信号逐位向与第一开关管并联的第二开关管发送通断控制信号,以便所述反馈端子根据检测到的反馈电压的变化接收所述编码信号;
其中,所述第一开关管与所述第二开关管并联在所述副边绕组所在电流通路中,且具有不同的导通压降;所述通断控制信号与所述编码信号的对应数据位的数据大小相关。
7.根据权利要求6所述的开关电源,其特征在于,所述第二开关管为与所述副边绕组耦合的副边整流MOS管。
8.根据权利要求6所述的开关电源,其特征在于,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的单个副边导通时间内,根据所述编码信号对应数据位的多位数据,连续多次逐位向与所述第一开关管并联的所述第二开关管发送所述通断控制信号。
9.根据权利要求6所述的开关电源,其特征在于,所述第一控制器具体用于:
在所述开关电源的单个副边导通时间内,根据所述编码信号对应数据位的一位数据,向与所述第一开关管并联的所述第二开关管发送一次所述通断控制信号。
10.根据权利要求1至9任一项所述的开关电源,其特征在于,所述第一控制器为与所述副边绕组耦合的副边整流控制器。
11.一种开关电源,其特征在于,包括:
变压器;
反馈端子,用于在所述开关电源的副边导通时间内,从所述变压器的副边接收编码信号;
检测电路,设置在所述变压器的原边,用于对所述编码信号进行解码,并生成相应的控制信号;
驱动电路,与所述检测电路耦合,用于根据所述控制信号驱动与所述变压器的原边耦合的功率开关。
12.根据权利要求11所述的开关电源,其特征在于,所述反馈端子与所述变压器的辅助绕组耦合;
所述反馈端子具体用于:
通过所述辅助绕组从所述变压器的副边接收所述编码信号。
13.一种开关电源中副边到原边的通信方法,应用于与所述开关电源中变压器的副边绕组耦合的第一控制器,其特征在于,包括:
获取所述开关电源副边的反馈信息;
按照预设编码规则将所述反馈信息进行编码;
在所述开关电源的副边导通时间内通过所述副边绕组发送编码信号;以便令与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子通过所述辅助绕组接收所述编码信号,进而令与所述反馈端子耦合的第二控制器对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息,并生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
14.一种开关电源中副边到原边的通信方法,应用于与所述开关电源中变压器的原边绕组耦合的第二控制器,其特征在于,包括:
接收与所述变压器的辅助绕组耦合的反馈端子在所述开关电源的副边导通时间内检测到的编码信号;其中,所述编码信号为与所述变压器的副边绕组耦合的第一控制器在获取所述开关电源副边的反馈信息、并按照预设编码规则进行编码后,通过所述副边绕组发送的编码信号;
对所述编码信号进行解码以获取所述反馈信息;
生成相应的控制信号以驱动与所述变压器的原边绕组耦合的功率开关。
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