CN218482769U - 一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路，反馈电路的输入端与辅助绕组供电端VCC连接，反馈电路的输出端与电源主控IC的反馈引脚连接，根据辅助绕组供电端上VCC电压的变化，以决定是否将电阻接入电源主控IC的反馈引脚，进而改变开关电源的输出电压，使电源主控IC产生驱动以维持VCC电压的稳定性，总是满足VCC电压大于主控IC的欠压保护点，提高了辅助绕组供电端的供电能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路。
背景技术
功率因数校正电路(PFC)的作用不仅仅是提高线路或系统的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。一般带有PFC功能的电路，输出电压都比较高，因为带有PFC功能的电路在设计上一般追求高功率因数，低谐波失真，而这些性能指标一般都需要反馈环路响应比较慢。而在进行动态测试时，由于环路反馈响应的缘故经常会遇到如下问题：1、空满载切换导致的输出电压过冲问题；2、轻载或满载起机导致的输出电压过冲问题；3、连续开关机导致的输出电压过冲问题。如果环路响应缓慢，大电解容量大，输出下降缓慢，那么输出电压过冲后就会导致主控制IC的GATE关闭，然后输出电压与供电电压VCC会同时下降。VCC电压低，容量小，VCC下降较快。PFC输出下降到芯片下一次打驱动前，VCC会掉到芯片欠压保护点以下，这样就会导致VCC供电能力不足的问题。
对于该问题，目前常见的解决措施为：调节PFC控制IC的COMP脚的补偿环路，加快PFC的反馈环路响应，满足由于输出电压过冲后能够使VCC供电电路快速及时地响应。但是该解决措施的适用范围有一定的局限性，适用于输出功率不大的PFC电路。这种电路的输出大电解容量适中，通过加快环路响应，可以很快降低大电解两端的电压，输出电压下降较快，能满足PFC输出电压下降到芯片下一次打驱动前，VCC电压仍然大于芯片欠压保护点。
但是对于由于PFC电路的输出电解容量很大(对于大功率电源)，反馈环路又需要调的比较慢(为了满足后级功率拓扑的控制)的情况下遇到这种过冲问题，就会导致大电解放电必较缓慢，PFC输出下降到芯片下一次打驱动前，VCC会掉到芯片欠压保护点以下，就迫切需要一种能提高辅助绕组供电的反馈补偿电路，以能够解决因输出过冲而导致的VCC供电能力不足的问题(VCC会掉到芯片欠压保护点以下)，且要具有电路结构简易，成本低的特点。
实用新型内容
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路，解决因输出电压过冲而导致的辅助绕组VCC供电能力不足的问题。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路，所述反馈电路的输入端与辅助绕组供电端VCC连接，所述反馈电路的输出端与电源主控IC的反馈引脚连接，其特征在于：所述反馈电路包括电阻R6、电阻R9、电阻R11、稳压管Z1、稳压源U2和开关管Q2，反馈电路的输入端依次串联电阻R9、电阻R11后接地，电阻R9和电阻R11的联接点与稳压源U2的控制端连接，反馈电路的输入端还依次串联稳压源U2的输出端、稳压源U2的输入端后接地，稳压源U2的输出端还与稳压管Z1的阴极连接，稳压管Z1的阳极与开关管Q2的第一端连接，开关管Q2的第三端接地，开关管Q2的第二端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与反馈电路的输出端连接。
优选地，所述反馈电路还包括电容C2，电容C2并联在电阻R9的两端。
优选地，所述反馈电路还包括电阻R7，电阻R7串联在反馈电路的输入端与稳压源U2的输出端之间。
优选地，所述反馈电路还包括电阻R12，电阻R12并联在开关管Q2的第一端与开关管Q2的第三端之间。
优选地，所述开关管Q2为MOS管，开关管Q2的第一端为MOS管的栅极，开关管Q2的第二端为MOS管的漏极，开关管Q2的第三端为MOS管的源极。
优选地，所述稳压源U2为TL431。
优选地，所述辅助绕组供电端电压VCC通过电阻R9和电阻R11的分压值设定为V_ref，当V_ref大于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2工作，当V_ref小于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2不工作。
本实用新型通过采样辅助绕组供电端电压VCC通过电阻R9和电阻R11分压后得到电压V_ref，再将V_ref和稳压源U2内部的基准电压进行比较，当V_ref大于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2工作，稳压管Z1不导通，开关管Q1就无法导通，当V_ref小于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2不工作，稳压管Z1导通，开关管Q1就导通。当开关管Q2无法导通时，电阻R6就未接入电源主控IC的反馈引脚；当开关管Q2导通时，电阻R6就接入电源主控IC的反馈引脚，进而改变开关电源的输出电压，让电源主控IC间隔性的产生驱动，维持了VCC电压的稳定性，解决了VCC供电能力不足的问题。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型根据辅助绕组供电端上VCC电压的变化，以决定是否将电阻接入电源主控IC的反馈引脚，进而改变开关电源的输出电压，使电源主控IC产生驱动以维持VCC电压的稳定性，总是满足VCC电压大于主控IC的欠压保护点，提高了辅助绕组供电端的供电能力；
2、本实用新型电路中的电阻R9、电阻R11和稳压管Z1可以合理灵活设计，可以根据相应的问题满足对不同的变换器控制IC所需要的VCC供电电压进行合理匹配，形成VCC闭环反馈满足系统的稳定性；
3、本实用新型电路中未使用数字控制芯片，电路结构简单，降低了电路的复杂程度，减少了开发成本，在成本和空间方面更具有优势。
附图说明
图1为本实用新型提高辅助绕组供电能力的反馈电路的电路图；
图2为本实用新型图1电路应用在BOOST PFC变换器中的电路图；
图3为本实用新型稳压源U2的内部等效电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。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为本实用新型一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路的电路图，图2为本实用新型一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路应用在BOOST PFC变换器中的电路原理图，BOOST PFC变换器包括三个部分电路：BOOST PFC主功率回路(a)、PFC控制IC回路(b)和提高辅助绕组供电能力的反馈电路(c)。
本实施例的反馈电路(c)的的输入端与BOOST PFC主功率回路(a)辅助绕组供电端VCC连接，反馈电路(c)的输出端与PFC控制IC回路(b)的反馈引脚INV连接，反馈电路(c)包括电容C2、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R12、稳压管Z1、稳压源U2和开关管Q2，反馈电路(c)的输入端连接电容C2的一端、电阻R9的一端和电阻R7的一端，电容C2的另一端、电阻R9的另一端和电阻R11的一端与稳压源U2的控制端连接，电阻R11的另一端和稳压源U2的输入端接地，稳压源U2的输出端与电阻R7的另一端和稳压管Z1的阴极连接，稳压管Z1的阳极与电阻R12的一端和开关管Q2的栅极连接，开关管Q2的源极和电阻R12的另一端接地，开关管Q2的漏极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与反馈电路(c)的输出端连接。
在本实施例中，开关管Q2选用MOS管，在其他应用场合下，开关管Q2也可选用三极管、可控硅、继电器或IGBT等开关器件，同样，稳压源U2除了可以选用TL431，也可以选用比较器或具有同样功能的其它器件。本实施例提高辅助绕组供电能力的反馈电路的工作原理如下：
设BOOST PFC变换器的输出电压为Vout，PFC控制IC的4脚的内部基准电压为2.5V，那么可以得出如下关系式：
由于R10>RT，那么可以得出Vout2>Vout1，可见，开关管Q2的导通，提高了BOOSTPFC变换器的输出电压。
如图1电路所示，VCC为辅助绕组供电端电压，该VCC电压通过电阻R9和R11的分压值设定为V_ref，V_ref连接稳压源U2的1脚(即控制端)，图3为稳压源U2的内部等效电路，当VCC电压足够高的时候，V_ref>U2的基准电压VREF时，稳压源U2内部的比较器就工作，将2脚(即输出端)拉低，稳压管Z1就无法导通，开关管Q2就不工作，电阻R6就未接入；当VCC电压低到一定值的时候，V_ref<U2的基准VREF时，稳压源U2内部的比较器就不工作，那么2脚(即输出端)也就不会被拉低，再当VCC电压大于稳压管Z1的导通电压时，开关管Q2就被导通工作，电阻R6的下端就相当于接地，也就相当于在PFC控制IC回路(b)的反馈引脚INV接入一个电阻R6，相当于抬高了变换器的输出电压。
如图2电路所示，VIN为BOOST PFC变换器的输入电压，HV为BOOST PFC变换器升压后的输出电压，假设电源系统在进行空满载切换时，输出电压HV有过冲电压V1，假设此时的正常输出电压为Vout1，当过冲电压V1通过分压采样后的INV脚的电压大于IC内部的2.5基准电压时，PFC电路的主控IC U1就进入过压保护，此时主控IC的GATE脚就无驱动波形输出，假设此时输出的大电解的容量比较大，同时反馈环路比较慢(后级变换器的需要)，且过冲电压V1比较高，只要此时的过冲电压V1>Vout1，主控IC U1就无驱动，那么VCC绕组就无法正常耦合电压，那么VCC电压就继续下降，当过冲电压V1下降到V2(满足V1>V2>Vout1)时，且VCC电压输出下降到VCC电压的分压电压V_ref<U2的基准VREF时，开关管Q2导通，那么电阻R6接入INV脚，由前面的分析可知此时的输出电压Vout2>Vout1，且满足Vout2>V2，由此可知在此时的电压V2就不会引起IC的过压保护了，输出电压就会重新建立，由输出电压V2升到Vout2，同时IC也会有驱动波形输出，同时VCC绕组就能正常耦合电压了，当VCC升到VCC电压的分压电压V_ref>U2的基准VREF时，开关管Q2就不导通，输出电压就会由Vout2降到Vout1，如此反复，PFC的输出电压就在Vout1和Vout2之间波动(通过合理设置电阻R4可以滤掉电压纹波)，而同时主控IC U1的GATE脚就会间隔性的打驱动，通过合理的设置电阻R9、电阻R11和稳压管Z1的值，可以保证VCC电压总是大于VCC电压的欠压保护点，保证了VCC电压的正常供应，也就相应的提高了辅助绕组的供电能力。
当电源系统因为某种原因输出电压过冲时，导致主控IC的VCC电压下降，通过加入该反馈电路可以改变主控IC的开通与关闭，满足VCC电压的正常供应而不间断，VCC电压的绕组供电能力得到了进一步的提升。
Claims (8)
1.一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路，所述反馈电路的输入端与辅助绕组供电端VCC连接，所述反馈电路的输出端与电源主控IC的反馈引脚连接，其特征在于：所述反馈电路包括电阻R6、电阻R9、电阻R11、稳压管Z1、稳压源U2和开关管Q2，反馈电路的输入端依次串联电阻R9、电阻R11后接地，电阻R9和电阻R11的联接点与稳压源U2的控制端连接，反馈电路的输入端还依次串联稳压源U2的输出端、稳压源U2的输入端后接地，稳压源U2的输出端还与稳压管Z1的阴极连接，稳压管Z1的阳极与开关管Q2的第一端连接，开关管Q2的第三端接地，开关管Q2的第二端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与反馈电路的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述反馈电路还包括电容C2，电容C2并联在电阻R9的两端。
3.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述反馈电路还包括电阻R7，电阻R7串联在反馈电路的输入端与稳压源U2的输出端之间。
4.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述反馈电路还包括电阻R12，电阻R12并联在开关管Q2的第一端与开关管Q2的第三端之间。
5.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述开关管Q2为MOS管，开关管Q2的第一端为MOS管的栅极，开关管Q2的第二端为MOS管的漏极，开关管Q2的第三端为MOS管的源极。
6.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述稳压源U2为TL431。
7.根据权利要求1所述的提高辅助绕组供电能力的反馈电路，其特征在于：所述辅助绕组供电端电压VCC通过电阻R9和电阻R11的分压值设定为V_ref，当V_ref大于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2工作，当V_ref小于稳压源U2的基准电压时，稳压源U2不工作。
8.一种提高辅助绕组供电能力的反馈电路，所述反馈电路的输入端与辅助绕组供电端VCC连接，所述反馈电路的输出端与电源主控IC的反馈引脚连接，其特征在于：所述反馈电路包括电容C2、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R11、电阻R12、稳压管Z1、稳压源U2和开关管Q2，反馈电路的输入端连接电容C2的一端、电阻R9的一端和电阻R7的一端，电容C2的另一端、电阻R9的另一端和电阻R11的一端与稳压源U2的控制端连接，电阻R11的另一端和稳压源U2的输入端接地，稳压源U2的输出端与电阻R7的另一端和稳压管Z1的阴极连接，稳压管Z1的阳极与电阻R12的一端和开关管Q2的栅极连接，开关管Q2的源极和电阻R12的另一端接地，开关管Q2的漏极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与反馈电路的输出端连接。
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