CN112821726B - 开关电源电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种开关电源电路及方法。所述开关电源电路包括：原边开关电路，耦接至电气隔离装置的原边；副边开关电路，耦接至电气隔离装置的副边；原边控制电路，包括：第一控制回路，在开关电源电路的启动阶段控制原边开关电路；第二控制回路，在开关电源电路启动完成之后取代第一控制回路控制原边开关电路。本发明的开关电源电路实现了启动阶段在原边进行自主开关动作、而在启动完成后平稳切换到副边控制，并进一步降低了损耗。

Description

开关电源电路及方法
技术领域
本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种开关电源电路及方法。
背景技术
随着信息化技术的飞速发展，各类电子设备的使用日益广泛，如手机、便携式计算机等。这些设备可以通过外部的适配器电源(或者充电器)给设备供电。适配器电源通常是一个交流到直流的转换，即将电网的市电，如国内的50Hz/220V的交流电转换为一个低压的直流电(如5V直流输出)，并且实现电气隔离。该电路一个典型的电路拓扑为反激变换器。为了维持输出电压的稳定，传统的适配器电源需要在输出侧进行输出电压的采样及反馈。由于输入输出隔离，反馈电路通常需要电气隔离，如采用光耦隔离。为了实现更好的输出控制，采用副边控制电路来控制原边功率开关，以实现对输出的调节。但副边控制电路在正式开始工作之前的启动阶段，需要给副边控制电路建立供电电压。而输入电压是在原边侧，因此必须通过原边功率开关的自主开关动作才能实现副边控制电路电压的建立，然后副边控制电路才能通过信号的传送，实现对原边功率开关的开关动作控制。
如何更高效地实现电路在启动阶段原边功率开关的开关动作、以及在副边控制电路启动完毕后如何高效平稳地切换到副边控制，是本领域的一大挑战。
发明内容
因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种开关电源电路及方法。
根据本发明的实施例，提出了一种开关电源电路，包括：原边开关电路，耦接至电气隔离装置的原边，所述原边开关电路被周期性地导通和断开，以将输入电压传递至电气隔离装置的副边，并在副边产生所需的输出电压；副边开关电路，耦接至电气隔离装置的副边，所述副边开关电路在开关电源电路启动完成后，在副边控制电路的控制下被周期性地导通和断开；原边控制电路，包括：第一控制回路，在开关电源电路的启动阶段控制原边开关电路；第二控制回路，在开关电源电路启动完成之后取代第一控制回路控制原边开关电路。
根据本发明的实施例，还提出了一种用于开关电源电路的方法，所述开关电源电路包括具有原边和副边的电气隔离装置、耦接至电气隔离装置原边的原边开关电路、以及耦接至电气隔离装置副边的副边开关电路，所述方法包括：在开关电源电路的启动阶段，通过第一控制回路控制原边开关电路的导通与断开，在副边将输出电压抬高，并建立副边控制电路的供电电压；启动完成后，使能第二控制回路、去使能第一控制回路，以使第二控制回路取代第一控制回路控制原边开关电路；控制副边开关电路，使得原边开关电在下一周期被导通之前，副边开关电路被导通一段时间；检测原边电流信息或者原边开关电路两端电压的变化速率信息，当原边电流达到反向电流阈值或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，导通原边功率开关。
根据本发明各方面的上述开关电源电路及方法，实现了启动阶段在原边进行自主开关动作、而在启动完成后平稳切换到副边控制，并进一步降低了损耗。
附图说明
图1示出根据本发明实施例的开关电源电路100的电路结构示意图；
图1B示出根据本发明实施例的开关电源电路100B的电路结构示意图；
图2示出根据本发明实施例的副边开关电路101的电路结构示意图；
图3为根据本发明实施例的开关电源电路300的电路结构示意图；
图4为根据本发明实施例的开关电源电路400的电路结构示意图；
图5为根据本发明实施例的开关电源电路500的电路结构示意图；
图6为根据本发明实施例的开关电源电路600的电路结构示意图；
图7为根据本发明实施例的开关电源电路700的电路结构示意图；
图8为根据本发明实施例的开关电源电路800的电路结构示意图；
图9为根据本发明实施例的频率发生电路201的电路结构示意图；
图10为根据本发明实施例的开关电源电路1000的电路结构示意图；
图11为根据本发明实施例的开关电源电路1100的电路结构示意图；
图12示意性示出了根据本发明实施例的用于开关电源电路的方法流程图1200。
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“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦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“直接耦接到”或“直接连接到”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。
图1示出根据本发明实施例的开关电源电路100的电路结构示意图。在图1所示实施例中，所述开关电源电路100包括：原边开关电路Q1，耦接至电气隔离装置T的原边T1，所述原边开关电路Q1被周期性地导通和断开，以将输入电压Vin传递至电气隔离装置T的副边T2，并在副边T2产生所需的输出电压Vo；副边开关电路101，耦接至电气隔离装置T的副边T2，所述副边开关电路101在开关电源电路100启动完成后，在副边控制电路U2的控制下被周期性地导通和断开；原边控制电路U1，包括：第一控制回路1001，在开关电源电路100的启动阶段控制原边开关电路Q1；第二控制回路1002，在开关电源电路100启动完成之后取代第一控制回路1001控制原边开关电路Q1。
在一个实施例中，当开关电源电路100启动完成后，第一控制回路1001被去使能，以释放对原边开关电路Q1的控制。所述第一控制回路1001被去使能包括把第一控制回路1001关闭，或者无效第一控制回路1001的输出信号VST(如利用逻辑与电路将VST与逻辑低信号进行逻辑与操作，或者用下拉开关将VST拉低，等等)。如何对电路进行去使能是本领域技术人员所熟知的技术手段，为叙述简明，这里不再详述。
所述第一控制回路1001根据原边电流信息和表征副边续流结束的指示信号控制原边开关电路Q1的导通与断开。如根据本发明的实施例，当流过副边T2的电流下降至零时(即当原边开关电路Q1两端电压下降到第一个谷底时)，第一控制回路1001控制原边开关电路Q1导通；当原边开关电流达到电流设定值，第一控制回路1001控制原边开关电路Q1断开。该电流设定值可以是固定值，也可以是与输出电压Vo相关的控制信号。如此循环工作，以将输出电压Vo抬高至期望电压值。在本发明的其他实施例中，也可以在原边开关电路Q1两端电压下降至其他谷底(如第二个谷底、第三个谷底或者后续其他谷底)时，第一控制回路1001控制原边开关电路Q1导通。在一个实施例中，为实现软启动，参考电压从零慢慢增大至输出参考值。
在一个实施例中，所述电气隔离装置T包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组。在另一个实施例中，电气隔离装置包括压电变压器。
在一个实施例中，所述开关电源电路100还包括第三绕组T3，与电气隔离装置T原边T1相耦合。所述第三绕组T3提供表征输出电压Vo的电压信号Vaug，该电压信号Vaug也可指示副边T2的电流是否过零；所述第一控制回路1001接收该电压信号Vaug，在开关电源电路100的启动阶段控制原边开关电路Q1的导通与断开。在一个实施例中，第三绕组T3的电压传输至原边控制电路U1，在副边开关电路101续流时对第三绕组T3两端的电压进行采样(如原边控制电路U1的第一控制回路1001可以包括采样保持电路，对第三绕组T3提供的电压信号Vaug进行采样保持动作)，得到输出电压的信息。
在一个实施例中，所述电压信号Vaug可以通过一个电阻分压网路分压后再传输至第一控制回路1001，以实现电压的适配，如图1B实施例所示的开关电源电路100B。
在一个实施例中，所述第二控制回路1002接收原边电流信息(如表征原边电流的原边采样信号VCSP)或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率信息(如表征原边开关电路101两端电压变化速率的微分信号dv/dt)，以在开关电源电路100启动完成后控制原边开关电路Q1。当原边电流降至反向电流阈值、或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率达到速率阈值时，第二控制回路1002控制原边开关电路Q1导通。
在一个实施例中，所述原边控制电路U1还包括逻辑驱动电路1003，响应第一控制回路1001和第二控制回路1002的输出信号，产生原边控制信号GQ1，以控制原边开关电路Q1的导通与断开。
在开关电源电路100的运行过程中，原边控制电路U1的供电电压可以从母线(即输入电压Vin)获得，如通过启动电阻或高压启动电流源。在启动完成之前，副边控制电路U2的供电电压未被完全建立，副边控制未开启。启动过程中，输出电压Vo被慢慢抬高，副边控制电路U2也逐步建立供电。该供电可以通过副边绕组的电压VDSR经由高压电流源给控制电路充电(如图1虚线所示VDSR)，或者等输出电压Vo抬高之后，通过输出电压Vo给副边控制电路U2供电(如图1虚线所示Vo)。
在一个实施例中，所述原边开关电路Q1包括功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，所述功率MOSFET可以具有体二极管和寄生电容。在其他实施例中，所述原边开关电路Q1还可以包括其他开关器件，如可以采用BJT、IGBT等。所述副边开关电路101包括：功率开关器件(如功率MOSFET)，该功率开关器件具有体二极管，如图2左图(a)所示；或者所述副边开关电路101包括并联的两个(或多个)开关器件，如图2中间图(b)所示；或者所述副边开关电路101还可以包括并联的二极管和开关器件，如图2右图(c)所示。在开关电源电路100的启动过程中，副边控制电路U2的供电电压未被充分建立之前，原边开关电路Q1断开后，副边T2通过副边开关电路101的二极管部分/体二极管部分进行续流；当开关电源电路100启动完成之后，副边控制电路U2的供电电压充分建立，副边控制电路U2根据输出电压Vo(如表征输出电压Vo的反馈电压VFB)控制副边开关电路101进行周期性导通和断开。具体地，在开关电源电路100启动完成后，当原边开关电路Q1被断开后或者当副边开关电路101上被检测到流过电流时，副边开关电路101进行续流，直至续流结束(即流过其上的电流为零或者接近零)；在副边开关电路101续流结束后、原边开关电路Q1在下一开关周期被导通前，副边开关电路101被再次导通一段时间。
由于开关电源电路100启动完成后，副边控制电路也已经完成启动，在原边开关电路Q1被导通之前，副边开关电路101被导通一段时间，由副边开关电路的该导通动作产生的反向充电电流经过变压器耦合到原边，使得原边开关电路Q1寄生电容上的电荷被释放，其两端电压下降。当原边电流达到反向电流阈值或表征原边开关电路Q1两端电压的变化速率达到速率阈值时，表示此时原边开关电路Q1的体二极管被导通。此时第二控制回路1002取代第一控制回路1001，接管对原边开关电路Q1的控制，原边开关电路Q1被导通。因此，此时原边开关电路Q1两端压降为-0.7V或具有更低电压绝对值，原边开关电路Q1的导通为零电压(ZVS)导通。因此开关电源电路100实现了启动阶段在原边进行自主开关动作，而在启动完成后，切换到由副边控制电路决定原边开关电路Q1的开通，通过副边开关电路在原边开关电路导通之前导通一段时间，即启动完成后平稳切换到副边控制，实现原边开关电路的零电压(ZVS)开通，进一步降低了损耗。
图3为根据本发明实施例的开关电源电路300的电路结构示意图。图3所示开关电源电路300与图1所示开关电源电路100相似，与图1所示开关电源电路100不同的是，在图3所示实施例中，所述原边控制电路U1还包括：比较电路CMP，根据原边电流信息(如表征原边电流的原边采样信号VCSP)或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率信息(如表征原边开关电路Q1两端电压变化速率的微分信号dv/dt)，产生回路切换信号SW，当原边电流达到反向电流阈值、或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率达到速率阈值时，所述第一控制回路1001被去使能、所述第二控制回路1002被使能，使第二控制回路1002接管对原边开关电路Q1的控制，此时表明副边控制电路U2已经工作并发出了指示信号。在本发明的实施例中，原边电流达到反向电流阈值为第一次检测到原边电流达到反向阈值。
在本发明的其他实施例中，考虑到单次检测可能存在的误检情况，可以连续检测n个开关周期(如2个、3个或者更多个开关周期)，其中n为大于1的正整数。当连续n个周期原边电流均达到反向电流阈值、或者连续n个开关周期原边开关电路Q1两端电压的变化速率均达到速率阈值时，所述第一控制回路1001被去使能、所述第二控制回路1002被使能，使第二控制回路1002接管对原边开关电路Q1的控制。
在图3所示实施例中，所述开关电源电路300还可以包括：计数电路1004，对回路切换信号SW进行连续n个开关周期(如2个、3个或者更多个开关周期)的计数，产生延迟切换信号SW_D，以在原边电流达到反向电流阈值、或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率达到速率阈值设定次数之后(即在原边电路达到反向电流阈值、或者原边开关电路Q1两端电压的变化速率达到速率阈值之后的设定时间)，将第一控制回路1001去使能、将第二控制回路1002使能。
图4为根据本发明实施例的开关电源电路400的电路结构示意图。图4所示实施例示出了根据本发明一个实施例的第一控制回路1001的电路结构示意图。在图4所示实施例中，所述第一控制回路1001包括：过零比较器11，比较电压信号Vaug和零电流参考值VZ1的大小，产生过零比较信号ZCD，在原边开关电路Q1被断开后，当电压信号Vaug小于零电流参考值VZ1时，原边开关电路Q1被导通；原边误差放大器12，对表征输出电压Vo的信号(如第三绕组T3的电压信号Vaug经过采样保持之后)和第一参考电压VR1的差值进行放大并积分，产生原边误差信号VEAP；电流比较器13，比较原边采样信号VCSP与原边误差信号VEAP，当原边采样信号VCSP大于原边误差信号VEAP时，原边开关电路Q1被断开。本领域技术人员应当注意，所述过零比较器11、原边误差放大器12和电流比较器13的运行均在开关电源电路的启动阶段，即第一控制回路1001未被去使能之前。
在图4所示实施例中，第一控制回路1001包括采样保持电路S/H，该采样保持电路S/H在副边开关电路101续流期间对Vaug进行采样，从而得到表征输出电压Vo的信号。但是本领域的技术人员应当意识到，采样保持电路S/H也可置于第一控制回路1001之外，如下述图11所示实施例。
在一个实施例中，零电流参考值VZ1为一个接近于零的参考电压，如VZ1＝100mV。
上述图4所示实施例示出了原边T1两端电压下降至第一谷底(即电压信号Vaug小于零电流参考值VZ1)时，原边开关电路Q1被导通的示意性电路图。本领域技术人员应当意识到，这只是本发明的一个示例。本发明的其他实施例也可以在原边T1两端电压下降至其他谷底，将原边开关电路Q1导通。为叙述简明，这里不再详述。
图5为根据本发明实施例的开关电源电路500的电路结构示意图。图5所示实施例示出了根据本发明一个实施例的第二控制回路1002的电路结构示意图。在图5所示实施例中，所述第二控制回路1002包括：反向电流比较器21，比较表征原边电流的原边采样信号VCSP与反向电流阈值VIR，产生置位信号Set，当原边采样信号VCSP小于反向电流阈值VIR时，原边开关电路Q1被导通。
在一个实施例中，在开关电源电路启动完成后，对原边开关电路Q1的导通同时基于原边开关电路Q1两端电压的信息。如在图5所示实施例中，所述第二控制回路1002还包括：电压比较器22，比较原边开关电路Q1两端电压VDSQ(或第三绕组提供的电压信号Vaug)与零电压参考值VZ2的大小，当表征流过原边开关电路Q1的电流达到反向电流阈值VIR且原边开关电路Q1两端电压VDSQ(或电压信号Vaug)小于零电压参考值VZ2(如100mv)时，原边开关电路Q1被导通。
图6为根据本发明实施例的开关电源电路600的电路结构示意图。图6所示实施例示出了根据本发明另一实施例的第二控制回路1002的电路结构示意图。在图6所示实施例中，所述第二控制回路1002包括：速率比较器23，比较表征原边开关电路Q1两端电压变化速率(下降速率)的微分信号dv/dt与速率阈值VTR的大小，产生置位信号Set，当表征原边开关电路Q1两端电压变化速率的微分信号dv/dt大于速率阈值VTR时，原边开关电路Q1被导通。
在图6所示实施例中，所述第二控制回路1002还包括：微分电路24，接收原边开关电路Q1两端的电压VDSQ或者第三绕组T3提供的电压信号Vaug，产生其检测信号，即所述微分信号dv/dt。
图5和图6实施例示出了对原边开关电路Q1的导通控制，本领域技术人员应当知道，对原边开关电路的断开控制可以采用熟知的峰值电流控制、恒定导通时间控制等控制方式。参考峰值和导通时长可以系统设定，也可以由原边开关电路Q1被导通的频率决定，如图7所示的通过频率/电压转换电路25。具体来说，在图7所示实施例中，所述第二控制回路1002还包括：频率/电压转换电路25，根据置位信号Set的频率(即原边开关电路Q1被导通的频率)，产生补偿信号VC；逻辑处理电路26，根据补偿信号VC控制原边开关电路Q1的断开。其中所述置位信号Set可以通过如图5或者图6的方式产生。当采用峰值电流控制时，参考峰值由补偿信号VC决定；当采用恒定导通时间控制时，导通时长由补偿信号VC决定。峰值电流控制和恒定导通时间控制均为本领域技术人员熟知的技术手段，为叙述简明，这里不再详述。
在一个实施例中，所述频率/电压转换电路包括：单稳态电路MC，响应置位信号Set(即原边开关电路Q1的导通动作)，产生幅值固定的单稳脉冲信号；低通滤波器LPF，对所述单稳脉冲信号进行低通滤波，得到所述补偿信号VC。
图8为根据本发明实施例的开关电源电路800的电路结构示意图。图8所示实施例示出了根据本发明一实施例的副边控制电路U2的电路结构示意图。在图8所示实施例中，所述副边控制电路U2包括：频率发生电路201，根据输出电压Vo(如表征输出电压Vo的副边误差信号VEAR)，产生频率控制信号fc，以控制副边开关电路101导通；时长控制器202，响应频率控制信号fc，控制副边开关电路101的导通时长。在一个实施例中，所述时长控制器202可以包括单稳态电路。该单稳态电路响应频率控制信号，产生具有固定时长的脉冲，从而控制副边开关电路101导通设定的时长。在另一个实施例中，所述时长控制器202也可以通过控制流过副边开关电路101的电流来控制其导通时长。如当流过副边开关电路101的电流达到负向限流值时，副边开关电路101被断开。在其他实施例中，所述时长控制器202还可以根据输出电压Vo来控制副边开关电路101的导通时长：如输出电压Vo越高，导通时间越短；输出电压Vo越低，导通时间越长。
在图8所示实施例中，所述副边控制电路U2还包括：副边误差放大器EA，对与输出电压Vo成比例的反馈电压VFB和第二参考电压VR2的差值进行放大并积分，得到所述副边误差信号VEAR。
在图8所示的实施例中，在启动阶段，原边控制电路U1通过第一控制回路1001控制原边开关电路Q1的导通和断开，在输出侧建立输出电压，以及实现副边控制电路U2的供电。在副边控制电路U2启动后，产生一个信号，该信号使得原边控制电路U1切换到1002对原边开关电路Q1进行控制。可以有如下两种实现方式：
1)在原边开关电路Q1断开、副边开关电路101续流阶段，在副边开关电路101的电流反向并达到一个设定阈值，再断开副边开关电路101。如可结合图10，Vthoff的设定是一个正值，如Vthoff＝+50mV或者其他，等到原边开关电路再次开通，可以把Vthoff切换回去，变成Vthon＝-0.1V，Vthoff＝-10mV。
2)在启动完成后，在副边开关电路101两端的电压小于输出电压(这个保证原边开关电路Q1两端的电压在Vin以上，或者电压信号Vaug在VZ1以上，原边开关电路不会导通，避免原边还在自主执行开关动作的时候出现共通现象)，导通副边开关电路101一段时间，使得反向电流达到设定阈值，告知原边控制电路副边控制电路开始工作。
图9为根据本发明实施例的频率发生电路201的电路结构示意图。在图9所示实施例中，所述频率发生电路201包括：受控电流源I1，提供充电电流，所述充电电流的大小与副边误差信号VEA成正比；并联耦接的充电电容C1与复位开关S1，当复位开关S1断开时，所述受控电流源I1给充电电容C1充电，当复位开关S1导通时，所述充电电容C1两端电压被复位为零；频率比较器M1，对充电电容两端电压与频率参考值VFR进行比较，产生频率控制信号fc；短脉冲电路TP，根据频率控制信号fc产生短脉冲信号，用以控制复位开关S1的导通与断开。本发明的技术人员应当意识到，频率发生电路201有多种实现方式，而不局限于图9所示的方式，如各种压控振荡器电路。
图10为根据本发明实施例的开关电源电路1000的电路结构示意图。图10所示实施例示出了根据本发明另一实施例的副边控制电路U2的电路结构示意图。在图10所示实施例中，所述副边控制电路U2包括：前述频率发生电路201和时长控制器202，产生第一控制信号GSR1，以控制副边开关电路101在原边开关电路Q1下一开关周期被导通之前导通一段时间。所述副边控制电路U2还包括：第二控制信号产生器203，基于表征副边电流的副边采样信号VCSR与开启阈值Vthon(如-0.1V)的比较结果被置位，以导通副边开关电路101；基于副边采样信号VCSR与关闭阈值Vthoff(如-0.01V)的比较结果被复位，以断开副边开关电路101。即所述第二控制信号产生器203基于的副边采样信号VCSR与开启阈值Vthon的比较结果和副边采样信号VCSR与关闭阈值Vthoff的比较结果产生第二控制信号GSR2，以在开关电源电路启动完成后控制副边开关电路101在原边开关电路Q1断开后进行续流。
在一个实施例中，副边采样信号VCSR为副边开关电路101两端的压降VDSR。在一个实施例中，所述副边控制电路U2还包括：逻辑或电路，对第一控制信号GSR1和第二控制信号GSR2进行逻辑或运算，得到副边控制信号GSR，以控制副边开关电路101。
图11为根据本发明实施例的开关电源电路1100的电路结构示意图。图11所示开关电源电路1100与图1所示开关电源电路100相似，与图1所示开关电源电路100不同的是，在图11所示实施例中，所述原边控制电路U1还包括：比较电路CMP，判断输出电压Vo是否已经被调节到设定值，当输出电压Vo达到设定值时，使能第二控制回路1002，并将第一控制回路1001去使能。在图11所示实施例中，比较电路CMP比较表征输出电压Vo的电压信号(如电压信号Vaug经由采样保持后的信号)和输出参考值VRH的大小，当表征输出电压Vo的电压信号高于输出参考值VRH时，回路切换信号SW对第一控制回路1001执行去使能动作、并使能第二控制回路1002，从而由第二控制回路1002取代第一控制回路，以接管对原边开关电路Q1的控制。
在图11所示实施例中，采样保持电路S/H被示于第一控制回路1001之外。但是本领域的技术人员应当意识到，该采样保持电路S/H也可置于第一控制回路1001之内，如前述图4所示的实施例。
在一个实施例中，在启动阶段，开关电源电路判断输出电压Vo的变化：当输出电压Vo上升至第一设定电压、随后又下降至第二设定电压，副边控制电路U2被使能。具体地，如在图11所示实施例中，所述副边控制电路U2包括：输出判断电路204，比较表征输出电压Vo的反馈电压VFB与第一阈值VTH1及第二阈值VTH2的大小，当反馈电压VFB上升至大于第一阈值VTH1，随后又下降至第二阈值VTH2时，使能副边控制电路U2，使副边控制电路U2开始工作。具体地，当反馈电压VFB大于第一阈值VTH1，表明此时输出电压Vo即将要被调节至输出参考值；当反馈电压VFB随后下降至小于第二阈值VTH2，表明此时原边第一控制回路1001已经停止工作，副边控制电路可以开始工作。相应地，输出判断电路204产生使能信号EN，使能副边控制电路U2的其他电路部分206开始工作，以控制副边开关电路101在原边开关电路Q1下一开关周期被导通之前导通一段时间，产生相应的反向电流，通知原边开关电路Q1导通，并在原边开关电路Q1断开后进行续流。
在一个实施例中，副边控制电路U2的其他电路部分206包括如图8或者图10所示的副边控制电路U2。
在一个实施例中，第一阈值VTH1可以等于第二阈值VTH2。在一个实施例中，第一阈值VTH1大于第二阈值VTH2。
图12示意性示出了根据本发明实施例的用于开关电源电路的方法流程图1200。所述开关电源电路包括：具有原边和副边的电气隔离装置、耦接至电气隔离装置原边的原边开关电路、以及耦接至电气隔离装置副边的副边开关电路，所述原边接收输入电压、副边产生输出电压，所述方法包括：
步骤1201，在开关电源电路的启动阶段，通过第一控制回路控制原边开关电路的导通与断开，在副边将输出电压抬高，并建立副边控制电路的供电电压。
步骤1202，启动完成后，使能第二控制回路、去使能第一控制回路，以使第二控制回路取代第一控制回路控制原边开关电路；
步骤1203，控制副边开关电路，使得原边开关电路在下一周期被导通之前，副边开关电路被导通一段时间。
步骤1204，检测原边电流信息或者原边开关电路两端电压的变化速率信息，当原边电流达到反向电流阈值或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，导通原边功率开关。
在一个实施例中，当检测到原边电流达到反向电流阈值或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，判断启动完成。
在一个实施例中，当输出电压达到输出参考值时，启动完成。
在一个实施例中，同时检测原边电流信息和原边开关电路两端电压信息，当原边电流达到反向电流阈值且原边开关电路两端电压小于零参考电压、或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，控制原边开关电路导通。
在一个实施例中，所述方法还包括：根据原边开关电路被导通的频率，控制原边开关电路的断开。
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 (8)

1.一种开关电源电路，包括：
原边开关电路，耦接至电气隔离装置的原边，所述原边开关电路被周期性地导通和断开，以将输入电压传递至电气隔离装置的副边，并在副边产生所需的输出电压；
副边开关电路，耦接至电气隔离装置的副边，所述副边开关电路在开关电源电路启动完成后，在副边控制电路的控制下被周期性地导通和断开；
原边控制电路，包括：
第一控制回路，在开关电源电路的启动阶段控制原边开关电路，所述第一控制回路根据原边电流信息和表征副边续流结束的指示信号控制原边开关电路的导通与断开；
第二控制回路，在开关电源电路启动完成之后取代第一控制回路控制原边开关电路，所述第二控制回路根据原边电流信息或者原边开关电路两端电压的变化速率信息，在开关电源电路启动完成后控制原边开关电路。
2.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述原边控制电路还包括：
比较电路，根据原边电流信息或者原边开关电路两端电压的变化速率信息，产生回路切换信号：当原边电流达到反向电流阈值、或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，所述第一控制回路被去使能、所述第二控制回路被使能。
3.如权利要求2所述的开关电源电路，其中所述原边控制电路还包括：
计数电路，对回路切换信号进行连续n个开关周期的计数，以在原边电流达到反向电流阈值、或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值设定次数之后，将第一控制回路去使能、将第二控制回路使能，其中n为大于等于2的正整数。
4.如权利要求1所述的开关电源电路，其中所述原边控制电路还包括：
比较电路，判断输出电压是否已经被调节到设定值，当输出电压达到设定值时，第二控制回路被使能、第一控制回路被去使能。
5.如权利要求1所述的开关电源电路，其中
在启动阶段，开关电源电路判断输出电压的变化：当输出电压上升至第一设定电压、随后又下降至第二设定电压，使能副边控制电路。
6.一种用于开关电源电路的方法，所述开关电源电路包括具有原边和副边的电气隔离装置、耦接至电气隔离装置原边的原边开关电路、以及耦接至电气隔离装置副边的副边开关电路，所述方法包括：
在开关电源电路的启动阶段，通过第一控制回路控制原边开关电路的导通与断开，在副边将输出电压抬高，并建立副边控制电路的供电电压，其中所述第一控制回路根据原边电流信息和表征副边续流结束的指示信号控制原边开关电路的导通与断开；
启动完成后，使能第二控制回路、去使能第一控制回路，以使第二控制回路取代第一控制回路控制原边开关电路；
控制副边开关电路，使得原边开关电在下一周期被导通之前，副边开关电路被导通一段时间；
检测原边电流信息或者原边开关电路两端电压的变化速率信息，当原边电流达到反向电流阈值或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，所述第二控制回路导通原边功率开关。
7.如权利要求6所述的方法，其中：
当输出电压达到输出参考值时，启动完成。
8.如权利要求6所述的方法，其中：
同时检测原边电流信息和原边开关电路两端电压信息，当原边电流达到反向电流阈值且原边开关电路两端电压小于零参考电压、或者原边开关电路两端电压的变化速率达到速率阈值时，控制原边开关电路导通。
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