CN201426083Y - 一种锯齿波信号控制电路及开关电源 - Google Patents

一种锯齿波信号控制电路及开关电源 Download PDF

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Abstract

本实用新型适用于开关电源的技术领域，提供了一种锯齿波信号控制电路及开关电源，所述锯齿波信号控制电路包括PWM控制器和RC电路，所述锯齿波信号控制电路还包括锯齿波信号变频控制单元，其根据PWM控制器的电压误差放大器输出端的电压变化情况，控制RC电路的阻值大小，从而控制锯齿波信号的频率。在本实用新型中，锯齿波信号控制电路根据负载的变化控制锯齿波信号的频率，使开关电源工作频率依据负载的变化而进行变化，利用该实用新型可以提升开关电源的短时过载或瞬时浪涌负载能力，同样地，也可以降低开关电源在待机状态下的功率损耗。

Description

一种锯齿波信号控制电路及开关电源
技术领域
本实用新型属于开关电源的技术领域，尤其涉及一种锯齿波信号控制电路及开关电源。
背景技术
现有的开关电源的锯齿波信号控制电路包括PWM控制器以及PWM控制器外围的RC电路，利用电阻和电容的充放电方式产生锯齿波信号，锯齿波信号的频率即开关电源的工作频率。
当开关电源出现短时过载或瞬时浪涌负载时，由于工作频率不能升高，感性功率器件容易进入磁饱和状态，开关电源的短时过载或瞬时浪涌负载能力差。另外，当开关电源处于待机状态时，由于工作频率不能降低，不利于降低待机功耗。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锯齿波信号控制电路，旨在解决现有的开关电源因锯齿波信号频率固定，存在短时过载或瞬时浪涌负载能力差，以及待机状态下损耗高的问题。
本实用新型是这样实现的，一种锯齿波信号控制电路，所述锯齿波信号控制电路包括PWM控制器和RC电路，所述RC电路的第一电阻的第一端接所述PWM控制器的参考电压端，所述第一电阻的第二端分别接所述PWM控制器的锯齿波信号端和RC电路的第一电容的第一端，所述第一电容的第二端接地，所述锯齿波信号控制电路还包括：
分别与所述PWM控制器的电压误差放大器输出端、所述第一电阻的第一端和第二端连接的锯齿波信号变频控制单元，其根据所述电压误差放大器输出端的电压变化情况，控制所述RC电路的阻值大小，从而控制锯齿波信号的频率。
上述结构中，所述锯齿波信号变频控制单元包括：
与所述PWM控制器的参考电压端连接的参考电压模块；
与所述PWM控制器的电压误差放大器输出端连接的输出负载检测模块；
分别与所述参考电压模块和输出负载检测模块连接的电压比较模块；以及
分别与所述第一电阻的第一端、第二端和电压比较模块连接的电阻控制模块，根据所述电压比较模块输出的信号产生可变化的电阻值，同所述第一电阻并联导致所述RC电路的阻值变化，从而控制锯齿波信号的频率。
上述结构中，所述参考电压模块包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端接所述PWM控制器的参考电压端，所述第二电阻的第二端接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地。
上述结构中，所述输出负载检测模块包括第四电阻和第二电容，所述第四电阻的第一端接所述PWM控制器的电压误差放大器输出端，所述第四电阻的第二端接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地。
上述结构中，所述电压比较模块包括第一三极管，所述第一三极管的基极接所述第四电阻的第二端，所述第一三极管的发射极接所述第二电阻的第二端。
上述结构中，所述电阻控制模块包括第五电阻和第二三极管，所述第五电阻的第一端接所述第一电阻的第一端，所述第五电阻的第二端接所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极接所述第一电阻的第二端。
本实用新型的另一目的在于提供一种开关电源，所述开关电源包括一变压器，所述变压器一次侧的第一端接滤波电容的第一端，所述滤波电容的第二端接地，所述变压器一次侧的第二端接开关晶体管的漏极，所述开关晶体管的源极接地，所述开关电源还包括上述的锯齿波信号控制电路，所述PWM控制器的输出端接所述开关晶体管的栅极。
在本实用新型中，锯齿波信号控制电路根据负载的变化控制锯齿波信号的频率，使开关电源工作频率依据负载的变化而进行变化，利用该实用新型可以提升开关电源的短时过载或瞬时浪涌负载能力，同样地，也可以降低开关电源在待机状态下的功率损耗。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的结构图；
图2是本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的锯齿波信号变频控制单元的结构图；
图3是本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的示例电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
开关电源包括一变压器BT，变压器BT一次侧的第一端接滤波电容C3的第一端，滤波电容C3的第二端接地，变压器BT一次侧的第二端接开关晶体管Q3的漏极，开关晶体管Q3的源极接地，开关电源还包括锯齿波信号控制电路，锯齿波信号控制电路包括PWM控制器U1和RC电路，PWM控制器U1的输出端OUT接开关晶体管Q3的栅极，RC电路的第一电阻R1的第一端接PWM控制器U1的参考电压端VR，第一电阻R1的第二端分别接PWM控制器U1的锯齿波信号端R/C和RC电路的第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地，锯齿波信号控制电路还包括：
分别与PWM控制器U1的电压误差放大器输出端CP、第一电阻R1的第一端和第二端连接的锯齿波信号变频控制单元100，其根据电压误差放大器输出端CP的电压变化情况，控制RC电路的阻值大小，从而控制锯齿波信号的频率。
图2示出了本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的锯齿波信号变频控制单元的结构。
锯齿波信号变频控制单元100包括：与PWM控制器U1的参考电压端VR连接的参考电压模块101，与PWM控制器U1的电压误差放大器输出端CP连接的输出负载检测模块102，分别与参考电压模块101和输出负载检测模块102连接的电压比较模块103，其对参考电压模块101和输出负载检测模块102的输出信号进行比较，以及分别与第一电阻R1的第一端、第二端和电压比较模块103连接的电阻控制模块104，其根据电压比较模块103输出的信号产生可变化的电阻值，同第一电阻R1并联导致RC电路的阻值变化，从而控制锯齿波信号的频率。
图3示出了本实用新型实施例提供的锯齿波信号控制电路的示例电路结构。
作为本实用新型一实施例，参考电压模块101包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的第一端接PWM控制器U1的参考电压端VR，第二电阻R2的第二端接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端接地。
输出负载检测模块102包括第四电阻R4和第二电容C2，第四电阻R4的第一端接PWM控制器U1的电压误差放大器输出端CP，第四电阻R4的第二端接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地。
电压比较模块103包括第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极接第四电阻R4的第二端，第一三极管Q1的发射极接第二电阻R2的第二端。
电阻控制模块104包括第五电阻R5和第二三极管Q2，第五电阻R5的第一端接第一电阻R1的第一端，第五电阻R5的第二端接第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的基极接第一三极管Q1的集电极，第二三极管Q2的集电极接第一电阻R1的第二端。
该锯齿波信号控制电路的工作原理为：
由第二电阻R2和第三电阻R3构成的参考电压模块101对PWM控制器U1的参考电压端VR输出的参考电压分压，分压后输出的仍然是固定不变的基准电压，由第四电阻R4和第二电容C2构成的输出负载检测模块102检测PWM控制器U1的电压误差放大器输出端CP的输出信号，该输出信号可以反映负载情况，在由第一三极管Q1构成的电压比较模块103中，第一三极管Q1的基极为输出负载检测模块102的输出信号，第一三极管Q1的发射极为参考电压模块101的输出的基准电压，当第一三极管Q1的基极电压大于发射极电压时，第一三极管Q1开始导通，电压比较模块103输出控制信号给电阻控制模块104，以控制第二三极管Q2的工作状态，第二三极管Q2的工作状态变化使电阻控制模块104呈现变化的电阻，同第一电阻R1并联导致RC电路的阻值变化，从而控制锯齿波信号的频率，而锯齿波信号的频率决定了开关电源的工作频率。
通过适当的参数设定，该锯齿波信号控制电路可以在开关电源出现短时过载或瞬时浪涌负载时升高工作频率，以提升其负载能力。同样地，通过适当的参数设定，该锯齿波信号控制电路也可以在开关电源处于待机状态时降低开关电源工作频率，以减少开关电源的待机损耗。
在本实用新型实施例中，锯齿波信号控制电路根据负载的变化控制锯齿波信号的频率，使开关电源工作频率依据负载的变化而进行变化，利用该实用新型可以提升开关电源的短时过载或瞬时浪涌负载能力，同样地，也可以降低开关电源在待机状态下的功率损耗。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种锯齿波信号控制电路，所述锯齿波信号控制电路包括PWM控制器和RC电路，所述RC电路的第一电阻的第一端接所述PWM控制器的参考电压端，所述第一电阻的第二端分别接所述PWM控制器的锯齿波信号端和RC电路的第一电容的第一端，所述第一电容的第二端接地，其特征在于，所述锯齿波信号控制电路还包括：
分别与所述PWM控制器的电压误差放大器输出端、所述第一电阻的第一端和第二端连接的锯齿波信号变频控制单元，其根据所述电压误差放大器输出端的电压变化情况，控制所述RC电路的阻值大小，从而控制锯齿波信号的频率。
2、如权利要求1所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述锯齿波信号变频控制单元包括：
与所述PWM控制器的参考电压端连接的参考电压模块；
与所述PWM控制器的电压误差放大器输出端连接的输出负载检测模块；
分别与所述参考电压模块和输出负载检测模块连接的电压比较模块；以及
分别与所述第一电阻的第一端、第二端和电压比较模块连接的电阻控制模块，根据所述电压比较模块输出的信号产生可变化的电阻值，同所述第一电阻并联导致所述RC电路的阻值变化，从而控制锯齿波信号的频率。
3、如权利要求2所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述参考电压模块包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端接所述PWM控制器的参考电压端，所述第二电阻的第二端接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地。
4、如权利要求3所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述输出负载检测模块包括第四电阻和第二电容，所述第四电阻的第一端接所述PWM控制器的电压误差放大器输出端，所述第四电阻的第二端接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地。
5、如权利要求4所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述电压比较模块包括第一三极管，所述第一三极管的基极接所述第四电阻的第二端，所述第一三极管的发射极接所述第二电阻的第二端。
6、如权利要求5所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述电阻控制模块包括第五电阻和第二三极管，所述第五电阻的第一端接所述第一电阻的第一端，所述第五电阻的第二端接所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极接所述第一电阻的第二端。
7、一种开关电源，所述开关电源包括变压器，所述变压器一次侧的第一端接滤波电容的第一端，所述滤波电容的第二端接地，所述变压器一次侧的第二端接开关晶体管的漏极，所述开关晶体管的源极接地，其特征在于，所述开关电源还包括如权利要求1至6任一项所述的锯齿波信号控制电路，所述PWM控制器的输出端接所述开关晶体管的栅极。
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