CN1441991B

CN1441991B - 具有检测反馈环断路功能的开关式电源

Info

Publication number: CN1441991B
Application number: CN01811985.9A
Authority: CN
Inventors: M·法伦卡普; H·贾斯伯格; M·菲尔德科尔勒; H·佐伊林格
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: DE10031188A1; DE10031188B4; US6735095B2; US20030117819A1; WO2002001705A1; CN1441991A

Abstract

本发明与具有以下特征的开关式电源相关：一个初级线圈(L1)和一个开关元件(TS)，它与初级线圈(L1)串联，用于根据驱动信号(AI)将直流电压(Vg)施加于初级线圈(L1)；一个次级电路，与初级线圈(L1)相耦合，它有两个输出端(AK1、AK2)，用于提供输出电压(Vout)；一个控制电路(IC)，用于准备控制信号(AI)，其输入信号为决定于输出电压(Vout)的反馈信号(Urk)；控制电路(IC)包括一个用于产生信号(AI)的信号生成电路(PWM)和一个保护电路(PUS)。当控制电路(IC)启动第一期间(T3)后，反馈信号(Urk)达到第一参考信号(U1)时，前述保护电路(PUS)会禁止控制信号(AI)传递到开关元件(TS)。

Description

具有检测反馈环断路功能的开关式电源

技术领域

本发明与开关式电源相关。

背景技术

开关式电源通常有一个变压器，变压器包括初级线圈、二次线圈和一个开关元件，开关元件可以是一个与初级线圈串联的半导体功率开关，它根据驱动信号以开关方式为初级线圈提供直流电压。开关元件闭合时，初级线圈消耗能量，当开关在随后打开时，这些能量被传递到二级线圈。二次线圈是次级电路的一部分，次级电路具有输出端，用于连接负载。负载由输出端的输出电压供电。这样安排的目的是使输出电压在负载变化时基本保持不变，并可以改变初级线圈的直流电压。为此，电路中增加了一个受控系统，它包括一个反馈支路和一个直流电路，用于为开关元件提供驱动信号。通过反馈支路送给驱动电路一个随输出电压变化的信号，使驱动电路生成随输出电压变化的驱动信号。按照这种方式，输出电压至少可以保持近似恒定。

当反馈支路断开时，就会发生问题。通过反馈支路反馈到驱动电路的信号通常与一个信号相对应，反馈支路未断路时，这个信号在输出电压很小或者为零时出现。在这种情况下，生成的驱动信号会使传递给次级端的能量最大，从而使输出电压达到期望的设置值。因为不可能区分是反馈支路被断开了还是驱动电话的输出电压为零，所以如果在反馈支路断开时向次级端传递的能量最大，那么开关式电源的某些部分就有被损坏的危险。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种开关式电源，它会防止在反馈支路断路时损坏开关式电源。

这一目的由一种开关式电源实现。

所述开关式电源具有一个初级线圈和一个开关元件，它与初级线圈串联，用于根据驱动信号将直流电压施加于初级线圈；一个次级电路，与初级线圈相耦合，它有两个输出端，用于提供输出电压；一个驱动电路用于提供驱动信号，驱动电路的输入信号具有一由输出电压决定的反馈信号；该驱动电路有一个信号生成电路，用于生成驱动信号，还有一个保护电路，该保护电路根据反馈信号与第一参考信号的比较值禁止信号生成电路，其特点在于：所述保护电路在所述驱动电路启动后确定第一期间；该保护电路包括一比较电路，该比较电路接收所述反馈信号和第一参考信号；并且选通所述反馈信号，从而在所述第一期间内防止所述根据反馈信号与第一参考信号的比较值禁止信号生成电路；以及经过第一期间后，反馈信号一旦达到第一参考信号，保护电路马上禁止信号生成电路，或经过一段延迟再禁止，这一延迟相对于第一期间非常短暂。

因此，驱动电路有一个生成驱动信号的信号生成电路和一个保护电路。保护电路可以在反馈信号达到第一参考信号的大小时，保证不会有驱动信号加到开关元件。例如，为了实现这一目的，在开关元件处不应有驱动信号时，保护电路可以使信号生成电路不生成驱动信号，也可以断开信号生成电路与开关元件之间的联系，比如，通过一个开关即可实现。

通常表示反馈支路产生断路现象的特征是驱动电路中与反馈支路相连的输出端有高电压信号。在这种情况下，如果反馈信号超过了第一参考信号值的大小，那么保护电路就阻止驱动信号加至开关元件。当反馈电路产生断路用驱动电路输入端的低电压信号表示时，如果反馈电路低于第一参考信号值的大小，加到开关元件的驱动信号将被断开。

当开关式电源被打开，或者刚开始生成驱动信号时，输出电压仍然为零，并随着能量损耗的增大而增大。在开关式电源被打开后不久，反馈信号值对应于反馈支路被断开时的反馈信号值。为了防止加到开关元件的驱动信号在开关式电源被打开不久即被再次断开，保护电路应满足以下方式，即：只有驱动电路开始工作一段时间后，保护电路才会在反馈信号达到第一参考信号值时阻止驱动信号到达开关元件。

在本发明的开关式电源中，如果电源开始工作一段时间后，反馈信号值指示反馈支路发生断路，将会中断开关元件的驱动，从而防止能量再被传递到次级端。这样就可以防止开关式电源发生故障或完全损毁。

根据本发明的一个实施例，假定此开关式电源有一个第一电源电压电路，它与初级线圈相耦合，为驱动电路提供电源电压。在此设备中，假定在开关式电源或者驱动电路启动后的第二阶段内，电源电压达到了第二参考信号，或者在同一时间内，反馈信号达到了第一参考信号的大小，保护电路将会断开供给开关元件的驱动信号。

优选地，第二阶段短于第一阶段。

这样就可以保证当反馈支路发生断路或者没有负载与次级电路相连时，开关元件的驱动将会中断，从而使能量不能传递到次级端。这是因为：如果次级电路未连有负载，并且因为没有注意到反馈支路在开关式电源打开后的第一阶段就可以断开，从而使电能仍然被传递到次级端，那么次级电路输出端的电压将会迅速升高，并且可能会导致开关式电源的损坏。因为第一电源电压电路被耦合至初级线圈，又因为次级电路也与初级线圈相耦合，所以第一电压电源提供的电源电压就给出了关于次级电路输出电压的信息。如果电源电压在驱动电路被启动后的第二阶段时急剧上升，并且达到第二参考信号的大小，这就表示不存在次级负载，于是，开关元件的驱动被保护电路中断。

根据本发明的另一实施例，在驱动电路中有一个第二电压电源电路，它由第一电压电源电路提供的电压生成用于操作驱动电路的内部电压。第二电压电源可以在电压值达到较低参考电压值时断开驱动电路，当电压再达到较高参考电压值时，它又会打开驱动电路。例如，第二电压电源电路可以通过中断内部电源电压来关闭驱动电路。

如果开关元件的驱动被中断，并且初级线圈不再向第一电压电源电路传递任何能够，那么电源电压将降为较低参考电压的大小。因为驱动电路仍然从第一电压电路引出电流，所以电源电压仍会下降。在达到较低参考电压值，并且驱动电路被关闭后，第一电压电源电路会再次升高电源电压，这样，当它达到较高参考电压值后，就会通过第二电压电源电路使驱动电路再次启动。第一电压电源电路最好通过一个非常大的电阻与直流电压相连，该直流电压也为初级线圈供电。即使初级线圈没有消耗任何能量，也可以通过这个电阻在第一电压电源电路中建立电源电压，这些能够可以被传递到第一电压电源电路。

附图说明

下面将利用附图中的示例实施例来详细解释本发明。在这些图中：

图1给出了本发明一个开关式电源的整体描述；

图2给出了本发明开关式电源的驱动电路实施例的详细描述；

图3给出了反馈支路断路后，驱动电路被选信号的变化；

图4给出了反馈支路断路，并且未连有次级负载时，驱动电路被选信号的变化。

图5给出了本发明驱动电路另一实施例的详细描述。

如果没有其它说明，那么图中的相同参考符号表示相同的元件、相同的信号和相同的时间间隔，其意义均相同。

具体实施方式

图1给出了本发明开关式电源一个实施例的方框图。图2给出了开关式电源驱动电路IC的详细描述。所示开关式电源具有输出端EK1、EK2，它们由输入电压Vin供电。所用输入电压Vin通常是变化范围为85V～270V的可变电压。输入端EK1、EK2后面是一个由四个二极管组成的桥式整流器BG，桥式整流器BG后面是电容Cg。桥式整流器BG和电容Cg利用可变输入电压Vin在电容Cg两端生成经过整流的电压Vg。

在此开关式电源中，还有一个带有初级线圈L1和二次线圈L2的变压器，以及初级线圈L1和开关元件TS的串联电路，开关元件可以是与电容Cg并联在一起的半导体功率开关。开关元件TS用于根据驱动电路IC提供的驱动信号AI完成对初级线圈L1的直流电压Vg的切换。当开关TS闭合时，初级线圈L1两端有直流电压Vg，其结果是初级线圈消耗能量。如果开关TS接着被打开，储存在初级线圈L1中的能量被传递到二次线圈L2。二次线圈L2是次级电路的一部分，它有一个用于整形的二极管D2，跟在二极管D2后面的是一个由电容C2、Cout和电感L4组成的滤波器。次级电路有输出端AK1、AK2，在这两个输出端有输出电压Vout，它们与电容Cout相并联。输出端AK1和AK2可以连有负载R，在本示例实施例中用虚线表示为一个电阻。

开关式电源的目的就是当输入电压Vin变化，从而使整流后的电压Vg变化时，以及负载R变化时，输出电压Vout基本保持恒定。因而，驱动电路在反馈信号Urk(它决定于输出电压Vout)的控制下，在第一输入端Pin1产生驱动信号AI。驱动信号AI由信号生成电路PWM在驱动电路内产生，信号生成电路PWM可以是以电流模式工作的脉宽调制器。驱动信号AI通常由一序列驱动脉冲组成，各个脉冲的频率和(或)周期可以变化。除了反馈信号Urk之外，信号生成电路PWM还有另外一个电流信号Us，它决定于通过初级线圈L1的电流，它表现为传感电阻Rsense的电流，该电阻与开关元件Ts相串联。

如果输出电压Vout降至预定值之下，开关元件Ts由信号生成电路PWM的驱动信号AI驱动，其控制方式为：开关元件Ts每次关闭后都会保持较长时间，这样就可以增加初级线圈L1的能量损耗，进而增加传递到次级电路的能量。如果输出电压Vout升高到大于预定值，开关元件在被启动后，都会闭合较短时间，使初级线圈L1只消耗少量能量。驱动信号AI的驱动脉冲最好由信号生成电路PWM在固定周期时间间隔内生成，驱动脉冲的持续时间可以变化，进而控制输出电压Vout。

为了在驱动电路IC的输入端Pin1提供反馈信号Urk，开关式电源具有一个反馈支路，它的一端与次级电路的输出端AK1相连，另一端与驱动电路IC的输入端Pin1相连。为了检测输出电压Vout，在输出端AK1连有电阻、发光二极管和另一个二极管D3的串联电路，发光二极管是光耦合器OK的一个部件，光耦合器OK将输出端AK1处的信号传递到驱动电路IC的输入端Pin1。光耦合器OK生成输出端AK1信号的反相信号，即，非常小的输出电压Vout会生成一个非常大的反馈信号Urk，非常大的输出电压Vout会生成一个非常小的反馈信号Urk。

反馈支路断路后，特别是与光耦合器OK相连的部分断路后，在驱动电路IC的输入端Pin1会出现一个非常大的信号Urk，如果反馈支路未断路，这个信号只有在输出信号Vou t非常小时才会出现。信号生成电路PWM不能区分是反馈支路断路，还是输出信号Vout非常小，为了防止信号生成电路PWM使开关元件TS保持长时间闭合，从而会向次级端传递最大能量，为驱动电路IC提供了一个保护性电路PUS，将反馈信号Urk作为它的输入。如果反馈信号Urk超过了第一参考信号U1的大小，或者满足另外一个将在下文详细解释的次要条件，那么保护电路PUS将禁止开关元件TS被驱动。

开关式电源还有一个第一电压电源电路PMS1，它通过第三个线圈L3与初级线圈L1耦合。一个包括二极管D1和电容C_VCC的整流器与第三个线圈L3并联，电源VCC是电容CVCC两端的电路，它由驱动电路IC提供。第一电压电源电路PMS 1还通过电阻Rstart与终端K1相连，K1处的电压即为整流后的电压Vg。只要驱动电路IC没有足够的电源电压VCC，开关元件就不能被驱动。在这种情况下，有一个电流通过大电阻Rstart流向电容C_VCC，直到电源电压VCC的大小足以驱动电路IC，并进而驱动开关元件TS为止。在此之后，电容C_VCC实际上是由第三线圈L 3引自初级线圈L1的电流进行充电。

在驱动电路IC中有一个第二电压电源电路PMS2，它由电源电压VCC生成运行驱动电路IC所需的内部电压Uref、U1、U2、U3、U4。

本发明驱动电路IC的第一个实施例的结构和操作如图2所示。在示例实施例中，给出的保护电路PUS与信号生成电路PWM相连，启动或禁止信号生成电路PWM生成驱动信号AI。为此，保护电路PUS具有一个RS触发器，它的一个输出与信号生成电路PWM相连，当RS触发器被复位时，保护电路PUS启动信号生成电路PWM，当触发电路被置位时，保护电路PUS禁止信号生成电路PWM。

所以保护电路PUS完成两个功能。一方面，在驱动电路IC启动后经过第一期间T1，并且反馈信号Urk超过了第一参考信号U1，保护电路PUS将禁止信号生成电路PWM。另一方面，在驱动电路启动后的第二期间T2内，如果电源电压VCC超过了第二参考信号U2的大小，而且反馈信号Urk大于第一参考信号U1，保护电路PUS也将禁止信号生成电路PWM。

保护电路PUS有一个第一比较器K1，它的一个输入由反馈信号Urk提供，另一个输入由第一参考信号U1提供。当反馈信号Urk大于第一参考信号U1时，第一比较器K1输出高电平。保护电路PUS的第3比较器K3的两个输入分别为启动相位信号Uc1和第三参考信号U3，当起始相位信号Uc1大于第三参考信号U3时，第三比较器K3输出高电平。起始相位信号Uc1由电阻R1和电容C1的串联电路产生，这个串联电路两端的电路就是由第二电压电源电路PMS2提供的参考电压Uref。电容C1并联有一个双极型晶体管Tr1，它可以由第二电压电源电路PMS2驱动。如果驱动电路IC处于关闭状态，即，如果第二电压电源电路PMS2没有提供内部电源电压，电容C1最初是未充电的z。如果接下来，第二电压电源电路PMS2提供内部电源电压，驱动电路IC将被启动，电容C1将由导通的晶体管Tr1充电，启动相位信号Uc1开始上升。第一、第三比较器K1、K3的输出被送往第一“与”门G1，其输出通过”或”门G3送到RS触发器的“置位”输入端。如果启动相位信号Uc1超过第三参考信号U3之后，反馈信号Urk大于第一参考信号U1，那么RS触发器只能由启动相位信号Uc1和反馈信号Urk触发。驱动电路IC被启动后，反馈信号Urk也被选通，选通时间为第一期间T1。第一期间T1由启动相位信号Uc1超过第三参考信号U3的期间给出。

根据图1，开关式电源和驱动电路IC被分别启动后，能量必须首先由开关式电源的初级线圈L1传递到次级端L2，直到输出电压Vout达到其标定值为止。开始时，输出电压Vout仍然很小，它产生很大的反馈信号Urk。为了防止因为反馈信号Urk过大而使得信号生成电路PWM在被启动后不久即被禁止，在驱动电路IC按前述方式启动后，将反馈信号Urk在第一期间T1内选通输出。如果启动后经过第一期间T1后，反馈信号Urk仍然大于第一参考信号值，就表示反馈支路断路，信号生成电路被第一、第三比较器K1、K3、“与”门G1、“或”门G3和RS触发器禁止。

保护电路PUS有一个第二比较器K2，两个输入分别为电源电压VCC和第二参考信号U2。当电源电压VCC大于第二参考信号U2时，第二比较器K2输出高电平。第四比较器K4的两个输入分别为启动相位信号Uc1和第四参考信号U4。驱动电路IC被启动后，直到启动相位信号Uc1达到第四参考信号U4前，第四比较器一直输出高电平。第二、第四比较器K2、K4和第一比较器K1的输出被送到第二“与”门G2，第二“与”门G2的输出通过“或”门G3送到RS触发器的“置位”输入端。

如果在启动后的第二个期间T2内，也就是在启动相位信号Uc1达到了第四参考信号值时，电源电压VCC超过了第二参考信号U2的值，而且反馈信号Urk也同时大于第一参考信号U1，那么第一、第二和第四比较器K1、K2、K4和第二“与”门G2就会通过RS触发器禁止信号生成电路PWM。如果反馈信号Urk在起始阶段大于第一参考信号U1，同时电源电压VCC大于第二参考信号U2，就表示反馈支路断路、输出端AK1、AK2未连有负载。因为第一电压电源电路PMS1(它提供电源电压VCC)和次级电路都与初级线圈L1相耦合，那么当电源电压VCC很高时就表示次级端未连有负载。在这种错误情况下，第一、第二和第四比较器K1、K2、K4可以使信号生成电路PWM在驱动电路IC启动后不久即被再次禁止，从而防止开关式电源被破坏。第二电压电源电路PMS2(其输入电压为电源电压VCC)有一个电压计算电路UVL，它连有第一、第二开关单元PDR、PUR。第一开关单元PDR也晶体管Tr1相连，晶体管Tr1与电容C1并联。第一开关单元PDR驱动晶体管Tr1，使得电容C1在电源电压VCC降低到较低参考电压Uout时放电。第二开关单元PUR与RS触发器的“复位”输入端相连，当电源电压VCC增大到较高参考电压Uon时，第二开关单元PUR将RS触发器复位。

下面将参考图3，通过被选信号的变化解释图1所示开关式电源的操作，该电源具有图2所示的驱动电路。

在图3中，画出了反馈信号Urk、启动相位信号Uc1、驱动信号AI和电源电压VCC等随时间t的变化曲线。在t0时刻，开关式电源可以正常工作，即可以生成驱动脉冲用于驱动开关元件TS。反馈信号Urk的值小于第一参考信号U1；反馈支路未断路。电容C1这一次已经完全充电，启动相位信号Uc1的值近似等于参考电压Uref的值，参考电压Uref大于第三参考信号U3，所以第三比较器K3输出高电平。电源电压VCC的值介于低参考电压Uout和高参考电压Uon之间。

如果反馈信号Urk因为反馈支路断路而升高，当反馈信号Urk在t1时刻达到第一参考信号U1的大小时，第一比较器K1即输出高电压。RS触发器被置位，信号生成电路PWM被禁止，所以不再生成驱动脉冲AI。因此，第一电压电源电路PMS1不再通过初级线圈L1消耗能量，而驱动电路IC中仍然有电流，这一电流通过电阻Rstart流入第一电压电源电路PMS1，该电流已不足以满足需要，所以电源电压VCC就会下降。电源电压VCC会一直下降，直到在T2时刻降为低参考电压Uout的大小。此时，晶体管Tr1导通，使电容C1通过第一开关单元PDR放电，其结果是启动相位信号Uc1下降至0。另外，第二电压电源PMS2关闭驱动电路IC，即不再生成内部电源电压，而且反馈信号Urk也变为0。因为驱动电路IC不再有电流，至少是近似如此，电容CVCC被再次通过电阻Rstart充电，所以电压VCC再次开始缓慢升高。当电源电压VCC达到较高参考电压Uon时，第二电压电源电路PMS 2再次启动驱动电路IC，即再次生成内部电源电压，在t3时刻，再次生成驱动脉冲AI。

如果反馈支路在t3时刻仍然为断路，反馈信号Urk将马上再次显示为一个非常高的值。因为当晶体管Tr1截止时，电容C1被通过电阻R1再次充电，所以启动相位信号Uc1开始上升。因为驱动电路IC的电流再次上升，所以电源电压VCC再次下降。驱动电路IC在t3时刻起动后的第一期间T1之后，启动相位信号Uc1超过了第三参考信号U3的大小，信号生成电路PWM在t4时刻被第一、第三比较器K1、K3、第一“与”门G1和RS触发器再次禁止。电源电压VCC接着再次下降，在t5时刻降至低参考电压Uout大小，在该时刻，驱动电路再次被第二电压电源电路PMS2关闭。前面描述的周期将从头开始，在电源电压VCC再次达到高参考电压Uon的t11时刻，驱动电路IC再次启动。

在本发明开关式电源中的反馈支路断开时，驱动电路将被关闭，并将定期再次启动，这一过程的一个周期如图3中的Ta所示。在驱动电路IC启动后，将生成驱动脉冲AI，并持续一个期间T1，在下一期间中，在电源电压VCC下降到低参考电压Uout，此期间过后，驱动电路IC被再次关闭。应用这种方式，本发明的开关式电源就可以有效防止开关式电源在反馈支路断路时被损坏。

图4参考另一种错误情况给出了本发明开关式电源的操作，在这种情况下，除了反馈支路被断开外，次级电路还处于空载状态。

开始时，再次假定在t0时刻，操作正常，然后反馈支路被断开，反馈信号Urk在t1时刻达到第一参考信号U1。驱动电路IC在t2时刻被关闭后，电源电压VCC再次升高，直到在t3时刻达到较高参考电压Uon的大小。此时，驱动电路IC被再次启动。如果在它被再次关闭之后、电源电压VCC已稍有下降之后，开关式电源的次级端处于空载状态，电源电压VCC将急剧上升，直到在t6时刻达到第二通过信号U2的大小。如果时刻t6仍然位于驱动电路IC关闭后的第二期间T2中，信号生成电路PWM在时刻t6再次被第一、第二和第四比较器K1、K2、K4，第二“与”门G2，“或”门G3和RS触发器。期间T2由启动相位信号Uc 1达到第四参考信号U4值所需的时间决定。同时，第一、第三比较器K1、K3和第一“与”门G1的安排只有在满足一定条件时才能禁止信号生成电路PWM，这一条件即：驱动电路IC因反馈支路断路而被关闭，并且经过第一期间T1。第一、第二和第四比较器K1、K2、K4和第二“与”门G2的安排也只有在满足一定条件时才能禁止信号生成电路PWM，即驱动电路IC因反馈支路断路而关闭后的第二期间T2内，并且电源电压VCC变得非常大(例如，因为次级端的变化而引起)。

信号生成电路PWM在t6时刻被禁止后，不再生成驱动脉冲AI，也不再有能量由初级线圈L1传递到第一电压电源电路PMS1，其结果是电源电压VCC开始下降。在t8时刻，电源电压VCC降至较低参考电压Uout，驱动电路IC再次被第二电压电源电路PMS2关闭。因为第一电压电源电路PMS1的电容C_VCC通过电阻Rstart获得电流，所以电源电压VCC可以缓慢上升，直到再次在t10时刻再次达到较高参考电压Uon，并且驱动电路IC被再次关闭。如果运转正常，在经过第二期间T2后，电源电压VCC可以再次高于大小U2。

在这种错误状态下，反馈支路断路时，驱动电路IC会定期关闭，并再次启动较短时间，这样就可以防止开关式电源被损坏。

图5给出了本发明驱动电路IC的另一实施例，它与图2所示电路的不同之处在于其保护电路PUS没有图2中的第二、第四比较器K2、K4和第二“与”门G2。因此，图2中的“与”门G3在图5的示范实施例中也可以省略。图5中驱动电路的示范实施例只能通过第一、第三比较器K1、K3和第一“与”门G1来检测驱动电路IC启动第一期间T1之后的反馈支路断路情况。这一示范实施例的运作可以参考图3的说明得到。在图中的示范实施例中，第一“与”门G1和RS触发器之间连有一个选通单元AB，它会选通其输入处的非常短的信号脉冲。它防止了瞬时干扰，如来自信号生成电路PWM的尖峰脉冲。

当电源电压VCC达到较高参考电压Uon值、驱动电路IC被再次启动后，触发器将被第二开关单元PUR复位。图2和图5的示范实施例都是如此，这是为了能够生成驱动脉冲AI。

附：参考符号列表

EK1、EK2开关式电源的输入端

AK1、AK2开关式电源的输出端

Vin输入电压

Vout输出电压

BG桥式整流器

Vg整流后的电压

K1接线端

Rstart电阻

PMS1第一电压电源电路

C_VCC第一电压电源电路的电容

D1第一电压电源电路的二极管

L3线圈

VCC电源电压

L1初级线圈

L2二次线圈

C2、Cout次级电路的电容

D2次级电路的二极管

L4次级电路的电感

R11反馈支路的电阻

OK反馈支路的光耦合器

D3反馈支路的二极管

IC驱动电路

PMS2第二电压电源电路

PWM信号生成电路

PUS保护电路

AI驱动信号

TS开关单元

PIN1驱动电路的输入端

Urk反馈信号

Uc1启动相位信号

C1电容

Uref参考电压

R1电阻

G1、G2“与”门

G3“或”门

K1、K2、K3、K4比较器

U1、U2、U3、U4参考信号

PDR第二电压电源电路的第一开关单元

PUR第二电压电源电路的第二开关单元

UVL第二电压电源电路的比较电路

T1第一期间

T2第二期间

Uon较高参考电压

Uout较低参考电压

Claims

1.一种开关式电源，具有以下特征：

一个初级线圈和一个开关元件，它与初级线圈串联，用于根据驱动信号将直流电压施加于初级线圈；

一个次级电路，与初级线圈相耦合，它有两个输出端，用于提供输出电压；

一个驱动电路用于提供驱动信号，驱动电路的输入信号具有一由输出电压决定的反馈信号；

该驱动电路有一个信号生成电路，用于生成驱动信号，还有一个保护电路，该保护电路根据反馈信号与第一参考信号的比较值禁止信号生成电路，

其特点在于：

所述保护电路在所述驱动电路启动后确定第一期间；该保护电路包括一比较电路，该比较电路接收所述反馈信号和第一参考信号；并且选通所述反馈信号，从而在所述第一期间内防止所述根据反馈信号与第一参考信号的比较值禁止信号生成电路；以及

经过第一期间后，反馈信号一旦达到第一参考信号，保护电路马上禁止信号生成电路，或经过一段延迟再禁止，这一延迟相对于第一期间非常短暂。

2.如权利要求1所述开关式电源，它有一个第一电压电源电路，该第一电压电源电路与初级线圈耦合，用于为驱动电路提供电源电压。

3.如权利要求2所述开关式电源，如果前述电源电压在驱动电路启动后的第二期间内达到第二参考信号，并且反馈信号达到第一参考信号，所述保护电路将禁止驱动信号加至开关元件。

4.如权利要求3所述开关式电源，其中的第二期间短于第一期间。

5.如权利要求2所述开关式电源，其驱动电路有一个第二电压电源电路，其中该第二电压电源电路从所述电源电压生成内部电源电压，并具有一个电压计算电路，且第一和第二开关单元连接在该电压计算电路上。

6.如权利要求5所述开关式电源，当前述电源电压达到低参考电压时，前述第二电压电源电路通过中断内部电源电压的生成来关闭驱动电路。

7.如权利要求5所述开关式电源，当前述电源电压达到高参考电压时，前述第二电压电源电路通过启动内部电源电压的生成来启动驱动电路。

8.如权利要求2、3或4所述开关式电源，其中前述第一电压电源电路与初级线圈和电源接线端相连，其中直流电压决定于开关式电源的输入电压，该输入电压可以在电源接线端处取得。

9.如权利要求5所述开关式电源，其中前述第二电压电源电路具有输出端，用于提供内部电源电压和参考信号。

10.如权利要求9所述开关式电源，当电源电压达到低参考电压时，第二电压电源电路不提供任何内部电源电压和参考信号，并且只有当电源电压达到高参考电压时，才提供内部电源电压和参考信号。

11.如权利要求2或3或4所述开关式电源，其中保护电路有一个第一比较器，用于比较反馈信号和第一参考信号。

12.如权利要求11所述开关式电源，其中保护电路有一个第二比较器，用于比较前述电源电压和第二参考信号。

13.如权利要求12所述开关式电源，其中保护电路由一个启动相位信号供电，该信号在驱动电路启动后会通过电容器上升或下降，保护电路具有：一个第三比较器，用于比较启动相位信号和第三参考信号；和/或一个第四比较器，用于比较启动相位信号和第四参考信号，所述比较器的输出被送往逻辑电路，用于为信号生成电路生成一个开关信号。

14.如权利要求13所述开关式电源，其中前述逻辑电路可以根据反馈信号和电源电压的值对该逻辑电路中的一触发器进行置位，还可以由第二电压电源电路对该触发器进行复位。