CN217984829U - 一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源，包括振荡模块、线性电压检测模块、多模式控制模块和逻辑控制模块，通过线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号，由于振荡模块的振荡频率根据负载和输入电源的电压进行自动调节控制，使得控制器更加负载和输入电源工作在不同的频率状态下，提高输入高压条件下的效率。

Description

一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源。

背景技术

开关电源电路主要是通过控制器输出PWM脉宽信号来实现开关管的导通或截止，通过输出的PWM脉宽信号的脉宽比例D可对输出电源电压进行调节控制，现有技术中，控制器通常工作在固定的工作频率，例如85K赫兹的固定工作频率上，工作频率不能随着输入电压的电压值和负载进行实时的调节。这样就导致开关电源效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种智能频率折返电源控制器及具有它的电源，所述智能频率折返电源控制器包括：

振荡模块；

线性电压检测模块，所述线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；

多模式控制模块，所述多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；

逻辑控制模块，所述逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

RS触发器，所述振荡模块通过所述RS触发器与所述逻辑控制连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

线性电压过压检测模块，所述线性电压过压检测模块用于对输入线电压进行过压检测，所述线性电压过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过压保护控制。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

电源过压检测模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行过压检测，所述电源过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行供电电源的过压保护控制。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

电源欠压保护模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行欠压检测，并在供电电源出现欠压时，进行欠压保护。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

参考电流电压产生模块，所述参考电流电压产生模块用于与将供电电源转换为参考电源，以为控制器内部提供参考电压。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

温度感应模块，所述温度感应模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述温度感应模块用于对控制器的内部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护；

外部过温度保护模块，外部过温度保护模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述外部过温度保护模块用于对控制器的外部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

过载保护模块，所述过载保护模块用于对负载的过载状态进行检测；

计时器，所述过载保护模块通过所说计时器及逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过载保护。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能频率折返电源控制器还包括：

前沿消隐模块，所述前沿消隐模块用于对检测电流进行干扰消除；

二极管短路保护模块，所述二极管短路保护模块与所述前沿消隐模块连接，所述二极管短路保护模块用于对电源电路次级线圈的整流二极管进行短路检测，所述二极管短路保护模块还通过门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行所述整流二极管进行短路保护。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种智能频率折返电源，包括：

上述的智能频率折返电源控制器；

交直流转换模块，所述交直流转换电路用于将市电交流电转换为直流电；

直流变压模块，所述直流变压模块与所述交直流转换模块的直流电输出端连接，以将输出高压直流电变压为低压直流电输出；

电压反馈模块，所述电压反馈模块与所述直流电变压模块的低压直流电输出端连接，以将低压直流电的电压反馈至所述智能频率折返电源控制器的电压反馈端；

辅助供电模块，所述辅助供电模块与所述智能频率折返电源控制器的供电端连接，所述辅助供电模块用于将所述输出高压直流电变压为低压直流电为所述智能频率折返电源控制器供电；

线电压检测模块，所述线电压检测模块与所述辅助供电模块，以通过所述辅助供电模块对所述交直流转换模块的电压检测输出。

本实用新型实施例提供的智能频率折返电源控制器，通过线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号，由于振荡模块的振荡频率根据负载和输入电源的电压进行自动调节控制，使得控制器更加负载和输入电源工作在不同的频率状态下，提高输入高压条件下的效率，电源控制器内部振荡器的频率线性降低. 在频率折返模式期间保持最大导通时间，最小功率损耗，最高的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的智能频率折返电源结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的智能频率折返电源控制器结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的智能频率折返电源控制器频率与反馈电压关系图。

附图标记：

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1至图3，本实用新型实施例提供一种智能频率折返电源控制器，包括：振荡模块、线性电压检测模块、多模式控制模块和逻辑控制模块，所述线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；如图2 中所示，通过所述线性电压检测模块通过DEM引脚来对输入电源进行电压检测，以获取输入线电压值，并通过Vin信号端将检测信号输出。

所述多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；所述多模式控制模块通过二极管与电源控制器的电压反馈端FB连接，以通过所述电压反馈端FB的电压反馈信号来获取电源电路的负载信息。

参阅图2和图3，所述振荡模块分别与所述线性电压检测模块和多模式控制模块连接。并在所述线性电压检测模块和多模式控制模块对线性供电电压的电压值和负载负荷量来对电源控制器的工作频率进行调节控制，以使得控制器工作在高效率状态，减少功耗。

参阅图3，具体工作过程为：在满载情况下，如果电源输入处于低线输入范围，控制器工作在85K固定频率CCM模式。如果电源输入处于高线输入范围，IC工作在QR模式。这样，当负载处于满载状态时，可以在输入范围内实现高功率转换效率。在正常工作条件下(Vth2<VFB)，控制器在QR模式下工作。振荡模块输出频率因线路电压和负载条件而异。因此，在高线路输入范围下达到平均77KHz频率钳位时，系统可能实际工作在DCM，而在低线路输入范围下达到平均100KHz频率钳位时，系统可能实际工作在 DCM。在轻负载条件下(Vth1<VFB<Vth2)，系统以PFM(脉冲频率调制) 模式运行，以实现高功率转换效率。控制器监控FB的电压电平并控制开关频率。当负载降低时，系统会自动跳过越来越多的波谷，从而降低开关频率。这样，实现了平滑的频率折返，实现了高功率转换效率。在无负载或极轻负载条件下(VFB<Vth1)，系统以“扩展突发模式”运行。在扩展突发模式下，将低于23KHz的开关频率降至最低，以避免运行期间的音频噪声。

本实用新型实施例提供的智能频率折返电源控制器，通过线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号，由于振荡模块的振荡频率根据负载和输入电源的电压进行自动调节控制，使得控制器更加负载和输入电源工作在不同的频率状态下，提高输入高压条件下的效率，电源控制器内部振荡器的频率线性降低. 在频率折返模式期间保持最大导通时间，最小功率损耗，最高的效率。

所述逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号。所述逻辑控制模块在所述振荡模块的驱动下工作，且输出脉冲频率与所述振荡模块的振荡频率相对应。以驱动电流电路按照振荡频率进行电源的转换。

所述智能频率折返电源控制器还包括：RS触发器，所述振荡模块通过所述RS触发器与所述逻辑控制连接。如图2中所示，通过所述RS触发器可对所述振荡模块的工作频率信号进行输出控制。

所述智能频率折返电源控制器还包括：线性电压过压检测模块，所述线性电压过压检测模块用于对输入线电压进行过压检测，所述线性电压过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过压保护控制。具体地，通过所述线性电压过压检测模块来对电源电路的输入端电源的电压进行检测，当检测到输入端电压为过压时，通过输出高电平信号至逻辑门电路(如图2中两或门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现电路的过压保护。

所述智能频率折返电源控制器还包括：电源过压检测模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行过压检测，所述电源过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行供电电源的过压保护控制。具体地，通过所述电源过压检测模块来对控制器的供电电源的电压进行检测，当检测到控制器的供电电源的电压为过压时，通过输出高电平信号OVP至逻辑门电路(如图2中两或门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现控制器的供电电源过压保护。

所述智能频率折返电源控制器还包括：电源欠压保护模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行欠压检测，并在供电电源出现欠压时，进行欠压保护。如图2中所示，当控制器的供电电源为欠压状态时，电源欠压保护模块通过产生VDD_FB电压信号和AVDD电压信号，并继续为电源控制器提供稳定的电源电压，保证电源电路工作状态的稳定性。

所述智能频率折返电源控制器还包括：参考电流电压产生模块，所述参考电流电压产生模块用于与将供电电源转换为参考电源，以为控制器内部提供参考电压。通过所述参考电流电压产生模块可将供电电源转换为稳定的参考电源，从而为电源控制的内部提供稳定的参考电压。该参考电压可作为电源控制器内部的基准电压。

所述智能频率折返电源控制器还包括：温度感应模块和外部过温度保护模块，所述温度感应模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述温度感应模块用于对控制器的内部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护；所述温度感应模块内设有温度感应器，通过所述温度感应器可对电源控制器内的温度进行检测，当检测到电源控制器的温度过高时，通过输出高电平信号OTP至逻辑门电路(如图2中两或门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现控制器的过温保护。

外部过温度保护模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述外部过温度保护模块用于对控制器的外部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护。通过所述外部过温度保护模块可对电源控制器外部的温度进行检测，当检测到电源控制器的温度过高时，通过输出高电平信号EX_OTP至逻辑门电路(如图2中两或门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现控制器的过温保护。

所述智能频率折返电源控制器还包括：过载保护模块和计时器，所述过载保护模块用于对负载的过载状态进行检测；所述过载保护模块通过电阻和二极管与电源控制器的电压反馈端连接，以通过检测反馈电压来对负载的状态进行检测。当检测到负载为过载状态时，输出过载信号。

所述过载保护模块通过所说计时器及逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过载保护。通过所述计时器来对载信号的时间进行计算，当过载时间超过设定值时，则输出高电平信号OLP至逻辑门电路(如图2中门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现电源电路的过载保护。

所述智能频率折返电源控制器还包括：前沿消隐模块和二极管短路保护模块，所述前沿消隐模块用于对检测电流进行干扰消除；所述前沿消隐模块与电源控制器的电流反馈端连接，已将电源反馈端反馈电流信号进行干扰去除后，将检测电流信号输出。

所述二极管短路保护模块与所述前沿消隐模块连接，所述二极管短路保护模块用于对电源电路次级线圈的整流二极管进行短路检测，所述二极管短路保护模块还通过门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行所述整流二极管进行短路保护。所述二极管短路保护模块检测反馈电流，可获取整流二极管是否处于短路状态，当检测到短路时，则输出高电平信号Diode short至逻辑门电路(如图2中门电路)，通过逻辑门电路将该信号传输逻辑控制模块，逻辑控制模块接收到该保护信号以后，可停止脉冲输出，以实现电源电路的整流二极管短路保护。

参阅图1，另一方面，本实用新型实施例还提供一种智能频率折返电源，包括：上述的智能频率折返电源控制器、交直流转换模块、直流变压模块、电压反馈模块、辅助供电模块和线电压检测模块，所述交直流转换电路用于将市电交流电转换为直流电；通过EMI滤波电路进行滤波后，通过全桥整理电路进行整流输出。

所述直流变压模块与所述交直流转换模块的直流电输出端连接，以将输出高压直流电变压为低压直流电输出；直流变压模块包括一变压器，变压器初级线圈的电流在控制器的PWM脉冲控制信号作用下，将稳定直流电转换为 PWM脉冲直流电，经变压器变压后输出，并通过滤波器滤波为稳定低压直流电并输出。

所述电压反馈模块与所述直流电变压模块的低压直流电输出端连接，以将低压直流电的电压反馈至所述智能频率折返电源控制器的电压反馈端；电压反馈模块将输出电压进行分压后，通过光耦反馈至所述电源控制器的电压反馈端FB。

所述辅助供电模块与所述智能频率折返电源控制器的供电端连接，所述辅助供电模块用于将所述输出高压直流电变压为低压直流电为所述智能频率折返电源控制器供电；所述辅助供电模块将变压器的辅助线圈手粗电压进行整流滤波后，输出到电源控制器的供电端，以为所述电源控制器供电。

所述线电压检测模块与所述辅助供电模块，以通过所述辅助供电模块对所述交直流转换模块的电压检测输出。所述线电压检测模块将辅助供电模块输出电压进行分压后，输出至所述电源控制器的电压检测端DEM。电源控制器通过电压检测端DEM可进行输入线电压的检测。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种智能频率折返电源控制器，其特征在于，包括：

振荡模块；

线性电压检测模块，所述线性电压检测模块与所述振荡模块连接，所述线性电压检测模块用于对输入线电压检测，并根据输入线电压对所述振荡模块的振荡频率控制；

多模式控制模块，所述多模式控制模块用于检测负载状态，并根据负载状态对所述振荡模块的振荡频率控制；

逻辑控制模块，所述逻辑控制模块与所述振荡模块连接，以在所述振荡模块的输出振荡频率作用下，输出对应频率的电源驱动信号。

2.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

RS触发器，所述振荡模块通过所述RS触发器与所述逻辑控制连接。

3.根据权利要求2所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

线性电压过压检测模块，所述线性电压过压检测模块用于对输入线电压进行过压检测，所述线性电压过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过压保护控制。

4.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

电源过压检测模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行过压检测，所述电源过压检测模块通过逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行供电电源的过压保护控制。

5.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

电源欠压保护模块，所述电源过压检测模块用于对供电电源进行欠压检测，并在供电电源出现欠压时，进行欠压保护。

6.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

参考电流电压产生模块，所述参考电流电压产生模块用于与将供电电源转换为参考电源，以为控制器内部提供参考电压。

7.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

温度感应模块，所述温度感应模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述温度感应模块用于对控制器的内部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护；

外部过温度保护模块，外部过温度保护模块通过逻辑门与所述逻辑控制模块连接，所述外部过温度保护模块用于对控制器的外部电压进行检测，并在过温时，通过所述逻辑控制模块进行过温保护。

8.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

过载保护模块，所述过载保护模块用于对负载的过载状态进行检测；

计时器，所述过载保护模块通过所说计时器及逻辑门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行过载保护。

9.根据权利要求1所述的智能频率折返电源控制器，其特征在于，还包括：

前沿消隐模块，所述前沿消隐模块用于对检测电流进行干扰消除；

二极管短路保护模块，所述二极管短路保护模块与所述前沿消隐模块连接，所述二极管短路保护模块用于对电源电路次级线圈的整流二极管进行短路检测，所述二极管短路保护模块还通过门电路与所述逻辑控制模块连接，以通过所述逻辑控制模块进行所述整流二极管进行短路保护。

10.一种智能频率折返电源，其特征在于，包括：

权利要求1至9任意一项所述的智能频率折返电源控制器；

交直流转换模块，所述交直流转换电路用于将市电交流电转换为直流电；

直流变压模块，所述直流变压模块与所述交直流转换模块的直流电输出端连接，以将输出高压直流电变压为低压直流电输出；

电压反馈模块，所述电压反馈模块与所述直流电变压模块的低压直流电输出端连接，以将低压直流电的电压反馈至所述智能频率折返电源控制器的电压反馈端；

辅助供电模块，所述辅助供电模块与所述智能频率折返电源控制器的供电端连接，所述辅助供电模块用于将所述输出高压直流电变压为低压直流电为所述智能频率折返电源控制器供电；

线电压检测模块，所述线电压检测模块与所述辅助供电模块，以通过所述辅助供电模块对所述交直流转换模块的电压检测输出。

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