CN204376707U - 轻载情况下减少能量转换的电源转换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻载情况下减少能量转换的电源转换系统。电源转换系统包括误差放大器、脉宽调制电路、功率管、同步管、储能电感、滤波电容、第一电阻、第二电阻和振荡器，所述振荡器包括第一比较器、第一电流源I1、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第二电流源I2、第三电流源I3、第一电容、第二比较器和二选一选择器。利用本实用新型提供的电源转换系统在轻载情况下能够减少能量转换。

Description

轻载情况下减少能量转换的电源转换系统

技术领域

本实用新型涉及电源转换系统，尤其涉及到轻载情况下减少能量转换的电源转换系统。

背景技术

在电源转换系统中，在轻载情况下为了减少能量转换，通过设置输出占空比的方式达到目的，也即是让功率管导通的时间少，同步管导通的时间多，使得电源的输出能量就少，减少了能量消耗。

发明内容

本实用新型旨在提供一种在轻载情况下能够减少能量转换的电源转换系统。

轻载情况下减少能量转换的电源转换系统，包括误差放大器、脉宽调制电路、功率管、同步管、储能电感、滤波电容、第一电阻、第二电阻和振荡器；

所述误差放大器是对经过所述第一电阻和所述第二电阻分压产生的反馈电压和基准电压VREF1的差值进行放大；

所述脉宽调制电路是根据所述误差放大器的输出端的高低和所述振荡器的振荡频率进行调节所述功率管和所述同步管的开启时间；

所述功率管是对所述储能电感进行储能，并输出电流；

所述同步管是为了所述储能电感续流；

所述储能电感是对所述功率管流过的电流进行储能，对所述同步管流过的电流进行续流；

所述滤波电容对所述储能电感输出的电压进行滤波产生直流电压；

所述第一电阻和所述第二电阻组成分压反馈电阻是对输出电压进行分压反馈给所述误差放大器和所述振荡器；

所述振荡器产生振荡信号提供给所述脉宽调制电路确定所述功率管和所述同步管的开关频率。

所述误差放大器的负输入端接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，正输入端接基准电压VREF1，输出端接所述脉宽调制电路的输入端；

所述脉宽调制电路的一输入端接所述误差放大器的输出端，另一输入端接所述振荡 器的输出端，一输出端接所述功率管的栅极，另一输出端接所述同步管的栅极；

所述功率管的栅极接所述脉宽调制电路的一输出端，源极接电源电压VCC，漏极接所述储能电感的一端和所述同步管的漏极；

所述同步管的栅极接所述脉宽调制电路的另一输出端，源极接地，漏极接所述功率管的漏极和所述储能电感的一端；

所述储能电感的一端接所述功率管的漏极和所述同步管的漏极，另一端为系统输出端和所述滤波电容的一端和所述第一电阻的一端，所述滤波电容的另一端接地；

所述第一电阻的一端接系统输出端和所述储能电感的一端，另一端接所述第二电阻的一端和所述误差放大器的负输入端和所述振荡器的一端，所述第二电阻的另一端接地；

所述振荡器包括第一比较器、第一电流源I1、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第二电流源I2、第三电流源I3、第一电容、第二比较器和二选一选择器：

所述第一比较器的负输入端接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，正输入端接基准电压VREF2，输出端接所述第三NMOS管的栅极；当所述第一电阻和所述第二电阻分压得到的反馈电压大于基准电压VREF2时，所述第一比较器的输出端为低电平，所述第三NMOS管截止；反之，所述第三NMOS管导通；

所述第一电流源I1的一端接电源电压VCC，另一端接所述第一NMOS管的漏极； 

所述第一NMOS管的栅极接控制端CC，漏极接所述第一电流源I1的一端，源极接所述第二NMOS管的漏极和所述第一电容的一端和所述第二比较器的正输入端；当控制端CC为高电平时，所述电流源I1对所述第一电容进行充电；当控制端CC为低电平时，不充电；

所述第二NMOS管的栅极接控制端DC，漏极接所述第一NMOS管的源极和所述第一电容的一端和所述第二比较器的正输入端，源极接所述第三NMOS管的漏极和所述第二电流源I2；当控制端DC为高电平时，所述第一电容进行放电，放电电流为所述第二电流源I2的电流；当控制端DC为低电平时，所述第二NMOS管不导通，所述第一电容就不放电；

所述第三NMOS管的栅极接第一比较器的输出端，漏极接所述第二NMOS管的源极和所述第二电流源I2的一端，源极接第三电流源I3的一端；

所述第二电流源I2的一端接所述第二NMOS管的源极和所述第三NMOS管的漏极，另一端接地；

所述第三电流源I3的一端接所述第三NMOS管的源极，另一端接地；

所述第一电容的一端接所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的漏极和所述第二比较器的正输入端，另一端接地；

所述第二比较器的正输入端接所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的漏极和 所述第一电容的一端，负输入端接所述二选一选择器的输出端，输出端接所述脉宽调制电路的一端和所述二选一选择器的控制端；

所述二选一选择器的一端接基准电压VREF3、另一端接基准电压VREF4、控制端接所述第二比较器的输出端、输出端接所述第二比较器的负输入端；基准电压VREF3和基准电压VREF4共同决定所述第一电容上的电压值的电压范围。

正常情况下，通过所述第一电阻和所述第二电阻分压得到的反馈电压是低于基准电压VREF2，所述第三NMOS管是导通的，所述第三电流源I3是参与工作的，所述振荡器的输出是由所述第一电流源I1对所述第一电容进行充电和所述第二电流源I2和所述第三电流源I3的电流值之和对所述第一电容进行放电的电流和所述第一电容的电容值来决定振荡器的频率和占空比的；如果在轻载情况下，通过所述第一电阻和所述第二电阻分压得到的反馈电压就高于基准电压VREF2，所述第三NMOS管是不导通的，所述第三电流源I3是不参与工作的，所述振荡器的放电电流就是所述第二电流源I2的电流值，少了所述第三电流源I3的电流，这样所述第一电容的放电时间就增加了，也即是振荡器的频率减小了，所述振荡器的输出是由所述第一电流源I1对所述第一电容进行充电和所述第二电流源I2对所述第一电容进行放电的电流和所述第一电容的电容值来决定振荡器的频率和占空比的；也即是在轻载情况下，所述振荡器的频率减小，占空比减小，对应所述功率管的导通时间减少和所述同步管的导通时间增加，这样电源能量转换的时间就少了。

附图说明

图1为本实用新型的轻载情况下减少能量转换的电源转换系统的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。

轻载情况下减少能量转换的电源转换系统，如图1所示，包括误差放大器101、脉宽调制电路102、功率管103、同步管104、储能电感105、滤波电容106、第一电阻107、第二电阻108和振荡器200：

所述误差放大器101是对经过所述第一电阻107和所述第二电阻108分压产生的反馈电压和基准电压VREF1的差值进行放大；

所述脉宽调制电路102是根据所述误差放大器101的输出端的高低和所述振荡器200的振荡频率进行调节所述功率管103和所述同步管104的开启时间； 

所述功率管103是对所述储能电感105进行储能，并输出电流；

所述同步管104是为了所述储能电感105续流；

所述储能电感105是对所述功率管103流过的电流进行储能，对所述同步管104流过的电流进行续流；

所述滤波电容106对所述储能电感105输出的电压进行滤波产生直流电压；

所述第一电阻107和所述第二电阻108组成分压反馈电阻是对输出电压进行分压反馈给所述误差放大器101和所述振荡器200；

所述振荡器200产生振荡信号提供给所述脉宽调制电路102确定所述功率管103和所述同步管104的开关频率。 

所述误差放大器101的负输入端接所述第一电阻107的一端和所述第二电阻108的一端，正输入端接基准电压VREF1，输出端接所述脉宽调制电路102的输入端； 

所述脉宽调制电路102的一输入端接所述误差放大器101的输出端，另一输入端接所述振荡器200的输出端，一输出端接所述功率管103的栅极，另一输出端接所述同步管104的栅极；

所述功率管103的栅极接所述脉宽调制电路102的一输出端，源极接电源电压VCC，漏极接所述储能电感105的一端和所述同步管104的漏极；

所述同步管104的栅极接所述脉宽调制电路102的另一输出端，源极接地，漏极接所述功率管103的漏极和所述储能电感105的一端；

所述储能电感105的一端接所述功率管103的漏极和所述同步管104的漏极，另一端为系统输出端和所述滤波电容106的一端和所述第一电阻107的一端，所述滤波电容106的另一端接地；

所述第一电阻107的一端接系统输出端和所述储能电感105的一端，另一端接所述第二电阻108的一端和所述误差放大器101的负输入端和所述振荡器200的一端，所述第二电阻108的另一端接地；

所述振荡器200包括第一比较器201、第一电流源I1、第一NMOS管202、第二NMOS管203、第三NMOS管204、第二电流源I2、第三电流源I3、第一电容205、第二比较器206和二选一选择器207：

所述第一比较器201的负输入端接所述第一电阻107的一端和所述第二电阻108的一端，正输入端接基准电压VREF2，输出端接所述第三NMOS管204的栅极；当所述第一电阻107和所述第二电阻108分压得到的反馈电压大于基准电压VREF2时，所述第一比较器201的输出端为低电平，所述第三NMOS管204截止；反之，所述第三NMOS管204导通；

所述第一电流源I1的一端接电源电压VCC，另一端接所述第一NMOS管202的漏极；

所述第一NMOS管202的栅极接控制端CC，漏极接所述第一电流源I1的一端，源极接所述第二NMOS管203的漏极和所述第一电容205的一端和所述第二比较器206的正输入端；当控制端CC为高电平时，所述电流源I1对所述第一电容205进行充电；当控制端CC为低电平时，不充电；

所述第二NMOS管203的栅极接控制端DC，漏极接所述第一NMOS管202的源极和所述第一电容205的一端和所述第二比较器206的正输入端，源极接所述第三NMOS管204的漏极和所述第二电流源I2；当控制端DC为高电平时，所述第一电容205进行放电，放电电流为所述第二电流源I2的电流；当控制端DC为低电平时，所述第二NMOS管203不导通，所述第一电容205就不放电；

所述第三NMOS管204的栅极接第一比较器的输出端，漏极接所述第二NMOS管203的源极和所述第二电流源I2的一端，源极接第三电流源I3的一端；

所述第二电流源I2的一端接所述第二NMOS管203的源极和所述第三NMOS管204的漏极，另一端接地；

所述第三电流源I3的一端接所述第三NMOS管204的源极，另一端接地；

所述第一电容205的一端接所述第一NMOS管202的源极和所述第二NMOS管203的漏极和所述第二比较器206的正输入端，另一端接地；

所述第二比较器206的正输入端接所述第一NMOS管202的源极和所述第二NMOS管203的漏极和所述第一电容205的一端，负输入端接所述二选一选择器207的输出端，输出端接所述脉宽调制电路102的一端和所述二选一选择器207的控制端；

所述二选一选择器207的一端接基准电压VREF3、另一端接基准电压VREF4、控制端接所述第二比较器206的输出端、输出端接所述第二比较器206的负输入端；基准电压VREF3和基准电压VREF4共同决定所述第一电容205上的电压值的电压范围。

正常情况下，通过所述第一电阻107和所述第二电阻108分压得到的反馈电压是低于基准电压VREF2，所述第三NMOS管204是导通的，所述第三电流源I3是参与工作的，所述振荡器200的输出是由所述第一电流源I1对所述第一电容205进行充电和所述第二电流源I2和所述第三电流源I3的电流值之和对所述第一电容205进行放电的电流和所述第一电容205的电容值来决定振荡器的频率和占空比的；如果在轻载情况下，通过所述第一电阻107和所述第二电阻108分压得到的反馈电压就高于基准电压VREF2，所述第三NMOS管204是不导通的，所述第三电流源I3是不参与工作的，所述振荡器200的放电电流就是所述第二电流源I2的电流值，少了所述第三电流源I3的电流，这样所述第一电容205的放电时间就增加了，也即是振荡器的频率减小了，所述振荡器200的输出是由所述第一电流源I1对所述第一电容205进行充电和所述第二 电流源I2对所述第一电容205进行放电的电流和所述第一电容205的电容值来决定振荡器的频率和占空比的；也即是在轻载情况下，所述振荡器200的频率减小，占空比减小，对应所述功率管103的导通时间减少和所述同步管104的导通时间增加，这样电源能量转换的时间就少了。

Claims (1)

1.轻载情况下减少能量转换的电源转换系统，其特征在于：包括误差放大器、脉宽调制电路、功率管、同步管、储能电感、滤波电容、第一电阻、第二电阻和振荡器；

所述误差放大器的负输入端接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，正输入端接基准电压VREF1，输出端接所述脉宽调制电路的输入端；

所述脉宽调制电路的一输入端接所述误差放大器的输出端，另一输入端接所述振荡器的输出端，一输出端接所述功率管的栅极，另一输出端接所述同步管的栅极；

所述功率管的栅极接所述脉宽调制电路的一输出端，源极接电源电压VCC，漏极接所述储能电感的一端和所述同步管的漏极；

所述同步管的栅极接所述脉宽调制电路的另一输出端，源极接地，漏极接所述功率管的漏极和所述储能电感的一端；

所述储能电感的一端接所述功率管的漏极和所述同步管的漏极，另一端为系统输出端和所述滤波电容的一端和所述第一电阻的一端，所述滤波电容的另一端接地；

所述第一电阻的一端接系统输出端和所述储能电感的一端，另一端接所述第二电阻的一端和所述误差放大器的负输入端和所述振荡器的一端，所述第二电阻的另一端接地；

所述振荡器包括第一比较器、第一电流源I1、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第二电流源I2、第三电流源I3、第一电容、第二比较器和二选一选择器：

所述第一比较器的负输入端接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，正输入端接基准电压VREF2，输出端接所述第三NMOS管的栅极；当所述第一电阻和所述第二电阻分压得到的反馈电压大于基准电压VREF2时，所述第一比较器的输出端为低电平，所述第三NMOS管截止；反之，所述第三NMOS管导通；

所述第一电流源I1的一端接电源电压VCC，另一端接所述第一NMOS管的漏极；

所述第一NMOS管的栅极接控制端CC，漏极接所述第一电流源I1的一端，源极接所述第二NMOS管的漏极和所述第一电容的一端和所述第二比较器的正输入端；当控制端CC为高电平时，所述电流源I1对所述第一电容进行充电；当控制端CC为低电平时，不充电；

所述第二NMOS管的栅极接控制端DC，漏极接所述第一NMOS管的源极和所述第一电容的一端和所述第二比较器的正输入端，源极接所述第三NMOS管的漏极和所述第二电流源I2；当控制端DC为高电平时，所述第一电容进行放电，放电电流为所述第二电流源I2的电流；当控制端DC为低电平时，所述第二NMOS管不导通，所述第一电容就不放电；

所述第三NMOS管的栅极接第一比较器的输出端，漏极接所述第二NMOS管的源极和所述第二电流源I2的一端，源极接第三电流源I3的一端；

所述第二电流源I2的一端接所述第二NMOS管的源极和所述第三NMOS管的漏极，另一端接地；

所述第三电流源I3的一端接所述第三NMOS管的源极，另一端接地；

所述第一电容的一端接所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的漏极和所述第二比较器的正输入端，另一端接地；

所述第二比较器的正输入端接所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的漏极和所述第一电容的一端，负输入端接所述二选一选择器的输出端，输出端接所述脉宽调制电路的一端和所述二选一选择器的控制端；

所述二选一选择器的一端接基准电压VREF3、另一端接基准电压VREF4、控制端接所述第二比较器的输出端、输出端接所述第二比较器的负输入端；基准电压VREF3和基准电压VREF4共同决定所述第一电容上的电压值的电压范围。