專利名稱：一種開關(guān)電源的控制電路及開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源的控制電路及開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源具有體積小，效率高以及電流大的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于手機(jī)充電器 和筆記本電腦適配器等場(chǎng)合。下面介紹現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源的電路圖。參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)電源的電路圖。輸入的交流電壓Vac通過整流橋102和輸入濾波電容103得到輸入電壓Vin。系 統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)通過啟動(dòng)電阻104向控制器101的電源VCC供電。變壓器由原邊繞組105、副邊繞組106和輔助繞組107構(gòu)成。功率開關(guān)管108的導(dǎo) 通或關(guān)斷控制變壓器中的能量存儲(chǔ)。當(dāng)功率開關(guān)管108導(dǎo)通時(shí)，原邊繞組105導(dǎo)通，變壓器磁芯存儲(chǔ)能量。第一電阻 109感應(yīng)原邊電感電流。當(dāng)功率開關(guān)管108關(guān)閉時(shí)，原邊繞組105關(guān)斷，變壓器磁芯存儲(chǔ)的能量向副邊繞組 106和輔助繞組107傳送。輔助繞組107的電流通過第一整流二極管110整流，向控制器 101的電源VCC供電。副邊繞組106的電流通過第二整流二極管116整流和電容114濾波 后向負(fù)載電阻115提供能量。輔助繞組107感應(yīng)副邊繞組106的電壓。當(dāng)功率開關(guān)管108 關(guān)斷時(shí)，輔助繞組107上的電壓通過第一反饋分壓電阻112和第二反饋分壓電阻113向控 制器101的FB端提供反饋電壓。控制模塊檢測(cè)控制器反饋端FB端和CS端的電壓，產(chǎn)生控 制信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模塊。驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管108的開通或閉合?？刂破?01、功率開關(guān)管108和變壓器構(gòu)成一個(gè)反饋環(huán)路，將輸出電壓Vout的平均 值控制在需要的額定輸出值。反饋環(huán)路通過控制系統(tǒng)的占空比來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。開 關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能具體指的是當(dāng)輸出電流發(fā)生突變(源于負(fù)載突變)時(shí)，輸出電壓的變化 情況。系統(tǒng)由空載或輕載瞬間切換到重載時(shí)，控制器101都需要至少數(shù)毫秒時(shí)間將脈沖 頻率調(diào)制(PFM，Pulse Frequency Modulation)系統(tǒng)的開關(guān)頻率提高到高頻或讓PWM系統(tǒng) 以最大導(dǎo)通占空比工作。在這種條件下，系統(tǒng)的輸出電壓Vout將會(huì)出現(xiàn)較大的下沖尖峰電 壓，如圖2所示，開關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)電源的控制電路及開關(guān)電源，可以改善 開關(guān)電源的負(fù)載響應(yīng)特性。本發(fā)明實(shí)施例提供一種開關(guān)電源的控制電路，包括設(shè)置在變壓器副邊繞組的輸 出電壓監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)， 產(chǎn)生開關(guān)脈沖信號(hào)；所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或由開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)經(jīng)過所述副邊繞組和輔助繞組反饋至控制器的FB端；控制器，當(dāng)監(jiān)測(cè)到FB端有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，用于打開功 率開關(guān)管，使開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端。優(yōu)選地，所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊包括控制單元和開關(guān)管，所述控制單元監(jiān)測(cè)到系 統(tǒng)的輸出電壓小于或等于所述設(shè)定值時(shí)，打開所述開關(guān)管。優(yōu)選地，所述控制單元包括第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一電壓比較器、第一 時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述開關(guān)管為PMOS管；所述第一分壓電阻的一端接系統(tǒng)的輸出電壓，另一端接第二分壓電阻和第一電壓 比較器的負(fù)輸入端；第二分壓電阻的另一端接地；所述第一分壓比較器的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第一分壓比較器的輸出接第一 時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出接PMOS管的柵極；所述PMOS管的源極和襯底均接系統(tǒng)的輸出電壓，所述PMOS管的漏極接副邊繞組 的異名端。優(yōu)選地，副邊繞組的整流二極管的陽極連接副邊繞組的異名端，陰極連接系統(tǒng)的 輸出電壓。優(yōu)選地，所述控制單元包括第三分壓電阻、第四分壓電阻、第二電壓比較器、第二 時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述開關(guān)管為NMOS管；所述第三分壓電阻的一端接系統(tǒng)的輸出電壓，另一端接第四分壓電阻和第二電壓 比較器的負(fù)輸入端；第四分壓電阻的另一端接地；所述第二電壓比較器的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第二電壓比較器的輸出接第二 時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出接NMOS管的柵極；所述NMOS管的源極和襯底均接地，所述NMOS管的漏極接副邊繞組的同名端。優(yōu)選地，副邊繞組的整流二極管的陰極連接副邊繞組的同名端，陽極接地。優(yōu)選地，所述控制器內(nèi)包括驅(qū)動(dòng)模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)控制器FB端的電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到控制器FB端有所述開關(guān)脈 沖信號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管打開。優(yōu)選地，所述控制單元還包括或非門、第一二極管、第一電壓源、第三電壓比較器 和第一驅(qū)動(dòng)電路；所述第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或非門的一個(gè)輸入端，所述第一驅(qū)動(dòng)電 路的輸出連接所述或非門的另一個(gè)輸入端；所述或非門的輸出連接PMOS管的柵極；所述第三電壓比較器的正輸入端連接PMOS管的漏極，負(fù)輸入端經(jīng)過第一電壓源 連接PMOS管的源極，輸出端連接所述第一驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；所述PMOS管的漏極和源極之間連接第一二極管。優(yōu)選地，所述控制單元還包括或門、第二二極管、第二電壓源、第四電壓比較器和 第二驅(qū)動(dòng)電路；
所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或門的一個(gè)輸入端；所述第二驅(qū)動(dòng)電路 的輸出連接所述或門的另一個(gè)輸入端；所述或門的輸出連接NMOS管的柵極；所述第四電壓比較器的正輸入端連接NMOS管的源極，負(fù)輸入端通過第二電壓源 連接NMOS管的漏極，輸出端連接所述第二驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；所述NMOS管的源極和漏極之間連接第二二極管。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種開關(guān)電源，包括所述的開關(guān)電源的控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的開關(guān)電源的控制電路及開關(guān)電源，在變壓器副邊繞組設(shè)置輸出電壓 監(jiān)測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓。當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生開關(guān)脈 沖信號(hào)，并將產(chǎn)生的開關(guān)脈沖信號(hào)和開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)經(jīng)過副邊繞組反饋給輔 助繞組，進(jìn)而反饋給控制器的FB端?？刂破鞅O(jiān)測(cè)到所述FB有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或振 鈴信號(hào)時(shí)，打開功率開關(guān)管，使開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端，直到輸出電壓上升到 設(shè)定值。這樣可以使系統(tǒng)由輕載或空載轉(zhuǎn)為重載時(shí)，系統(tǒng)的輸出電壓很快上升到工作值，從 而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)的輸出電壓波形圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明圖3對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的電路圖；圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明圖5對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的電路圖；圖7是現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源中的電壓和電流示意圖；圖8是本發(fā)明開關(guān)電源中的電壓和電流示意圖；圖9是本發(fā)明提供的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的實(shí)施例一示意圖；圖10是本發(fā)明提供的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的另一個(gè)實(shí)施例示意圖
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。本發(fā)明實(shí)施例提供的開關(guān)電源的控制電路包括設(shè)置在變壓器副邊繞組的輸出電 壓監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生 開關(guān)脈沖信號(hào)，所述開關(guān)脈沖信號(hào)會(huì)產(chǎn)生振鈴信號(hào)。需要說明的是，該輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊包括三個(gè)端口 輸入端連接系統(tǒng)的輸出電壓； 一個(gè)端口接地；輸出端連接副邊繞組。輸出端可以連接在副邊繞組的同名端，也可以連接在副邊繞組的異名端。主要是 為了通過副邊繞組將開關(guān)脈沖信號(hào)及由其產(chǎn)生的振鈴信號(hào)反饋給輔助繞組。該輸出電壓監(jiān) 測(cè)模塊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)的輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生開關(guān)脈沖信號(hào)。 該開關(guān)脈沖信號(hào)及由其產(chǎn)生的振鈴信號(hào)經(jīng)過副邊繞組反饋給輔助繞組，輔助繞組反饋給控制器?？刂破鬟M(jìn)而控制功率開關(guān)管的開通和關(guān)斷?？刂破鳎?dāng)監(jiān)測(cè)到FB有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或振鈴信號(hào)時(shí)，用于打開功率開關(guān) 管，使開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端。本發(fā)明實(shí)施例提供的開關(guān)電源的控制電路，在變壓器副邊繞組設(shè)置輸出電壓監(jiān)測(cè) 模塊，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓。當(dāng)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生開關(guān)脈沖信 號(hào)，所述開關(guān)脈沖信號(hào)會(huì)產(chǎn)生振鈴信號(hào)。所述開關(guān)脈沖信號(hào)和振鈴信號(hào)通過輔助繞組反饋 給控制器?？刂破鞅O(jiān)測(cè)到FB端有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或振鈴信號(hào)后打開功率開關(guān)管，使 開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端，直到輸出電壓上升到設(shè)定值。這樣可以使系統(tǒng)由輕 載或空載轉(zhuǎn)為重載時(shí)，系統(tǒng)的輸出電壓很快上升到工作值，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。參見圖3，該圖為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。該實(shí)施例是輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的輸出端Vo連接副邊繞組的異名端；輸入端連接 系統(tǒng)的輸出電壓Vout ；—個(gè)端口接地。所述控制器內(nèi)包括驅(qū)動(dòng)模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)控制器FB端的電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到控制器FB端有由所述輸出 電壓監(jiān)測(cè)模塊產(chǎn)生的所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或由所述開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)時(shí)，發(fā) 送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管打開。參見圖4，該圖為圖3對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的電路圖。所述控制單元包括第一分壓電阻401、第二分壓電阻402、第一電壓比較器403、第 一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路404 ；所述開關(guān)管406為PMOS管。所述第一分壓電阻401的一端接系統(tǒng)的輸出電壓Vout，另一端接第二分壓電阻 402和第一電壓比較器403的負(fù)輸入端；第二分壓電阻402的另一端接地；所述第一電壓比較器403的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第一電壓比較器403的輸 出接第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路404。所述第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路404的輸出接PMOS管的柵極；第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路404 輸出的脈沖405驅(qū)動(dòng)PMOS管。所述PMOS管的源極和襯底均接系統(tǒng)的輸出電壓Vout，所述PMOS管的漏極接副邊 繞組的異名端。該實(shí)施例中副邊繞組的整流二極管的陽極連接副邊繞組的異名端，陰極連接系統(tǒng) 的輸出電壓。當(dāng)開關(guān)電源系統(tǒng)的輸出電壓Vout由于負(fù)載由空載或輕載向重載動(dòng)態(tài)切換降低至 設(shè)定值時(shí)，第一電壓比較器403翻轉(zhuǎn)。第一電壓比較器403的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一時(shí)鐘和驅(qū) 動(dòng)電路404。第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路404產(chǎn)生開關(guān)脈沖405周期性地打開PMOS管。當(dāng)PMOS管打開時(shí)，其漏極電壓接近Vout。電流由開關(guān)電源系統(tǒng)的輸出端經(jīng)PMOS 管流入副邊繞組。當(dāng)PMOS管關(guān)閉時(shí)，經(jīng)PMOS管流入副邊繞組的電流減小到零，在副邊繞組上引起振 鈴信號(hào)。表征PMOS管打開與關(guān)閉的開關(guān)脈沖信號(hào)以及所述振鈴信號(hào)將會(huì)耦合至輔助繞組 上。第一反饋分壓電阻和第二反饋分壓電阻向原邊控制器的FB端提供反饋電壓。所述動(dòng) 態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)控制器FB端的電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到控制器FB端有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管打開。使開關(guān)電源輸入 端的能量傳遞至輸出端，直到輸出電壓上升到設(shè)定值。需要說明是，控制器既可以通過監(jiān)測(cè)FB端的開關(guān)脈沖信號(hào)來打開功率開關(guān)管，也 可以通過監(jiān)測(cè)FB端的振鈴信號(hào)來打開功率開關(guān)管。當(dāng)然，也可以通過監(jiān)測(cè)到FB端的開關(guān) 脈沖信號(hào)和振鈴信號(hào)兩者之后打開功率開關(guān)管。無論控制器FB端有開關(guān)脈沖信號(hào)，還是有 振鈴信號(hào)，均表示系統(tǒng)的輸出電壓已經(jīng)低于設(shè)定值。所述設(shè)定值可以根據(jù)開關(guān)電源的具體型號(hào)來設(shè)定。例如開關(guān)電源的輸出電壓為5V 的系統(tǒng)中，此設(shè)定值可以設(shè)定為4. 7V。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的控制器中也包括控制模塊，該控制模塊與現(xiàn)有 技術(shù)控制器中的控制模塊的功能相同，用于在正常工作時(shí)控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷。參見圖5，該圖為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。該實(shí)施例與第一實(shí)施例不同的是輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊417的輸出端Vo連接副邊繞 組的同名端；輸入端連接系統(tǒng)的輸出電壓Vout ；—個(gè)端口接地。所述控制器內(nèi)包括驅(qū)動(dòng)模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊。所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)控制器FB端的電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到控制器FB端有由輸出電壓 監(jiān)測(cè)模塊產(chǎn)生的所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或由所述開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)時(shí)，發(fā)送控 制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管打開。參見圖6，該圖為圖5對(duì)應(yīng)的實(shí)施例的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的電路圖。所述控制單元包括第三分壓電阻601、第四分壓電阻602、第二電壓比較器603、第 二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路604 ；所述開關(guān)管606為NMOS管；所述第三分壓電阻601的一端接系統(tǒng)的輸出電壓Vout，另一端接第四分壓電阻 602和第二電壓比較器603的負(fù)輸入端；第四分壓電阻602的另一端接地；所述第二電壓比較器603的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第二電壓比較器603的輸 出接第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路604 ；所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路604的輸出接NMOS管的柵極；第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路604 輸出脈沖605驅(qū)動(dòng)NMOS管。所述NMOS管的源極和襯底均接地，所述NMOS管的漏極接副邊繞組的同名端。圖6所示的電路圖與圖4所示的電路圖的工作原理相同，不同的僅是一個(gè)驅(qū)動(dòng) PMOS管，一個(gè)驅(qū)動(dòng)NMOS管。在此不再贅述。參見圖7，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源中的電壓和電流示意圖。OUT是原邊控制芯片OUT端輸出電壓。在功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間Tonp內(nèi)，原邊電流 Ip從0線性上升至最大值。副邊繞組兩端電壓Ns，Vout為系統(tǒng)的輸出電壓。系統(tǒng)工作在不連續(xù)模式。當(dāng)功率開關(guān)管關(guān)斷后，副邊繞組上的電流在時(shí)間Tons內(nèi) 從最大值下降至0，此過程中Vs電壓為Vout電壓與第二整流二極管的正向?qū)妷褐汀?當(dāng)?shù)诙鞫O管停止導(dǎo)通后，副邊繞組上將會(huì)因寄生電容和寄生電阻效應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)衰減 的振鈴電壓。該Vout電壓加上第二整流二極管的正向?qū)妷号c衰減的振鈴電壓經(jīng)過輔 助繞組反饋至控制器的FB端。功率開關(guān)管將會(huì)在Tdis時(shí)間后重新導(dǎo)通，開始下一周期的工作。Tdis時(shí)間由控制器根據(jù)反饋環(huán)路調(diào)整。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載為空載或輕載時(shí)，Tdis會(huì)持續(xù)數(shù) 毫秒或數(shù)十毫秒。如果在這段長(zhǎng)Tdis時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)負(fù)載發(fā)生動(dòng)態(tài)切換，特別地，當(dāng)負(fù)載動(dòng)態(tài) 切換發(fā)生在斷續(xù)階段剛開始如圖7所示tl時(shí)刻，則系統(tǒng)輸出電壓將會(huì)在數(shù)毫秒內(nèi)下降至一 個(gè)很低的值，造成如圖2所示很低的下沖電壓。參見圖8，該圖為本發(fā)明開關(guān)電源中的電壓和電流示意圖。從圖8中可以看出，本發(fā)明提供的開關(guān)電源中的系統(tǒng)輸出電壓Vout的下沖電壓被 極大減少。Vo為圖3中副邊繞組的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的輸出端。副邊繞組的電流為Is，其中振鈴電流未在圖中標(biāo)出。當(dāng)系統(tǒng)的輸出電壓Vout下降到設(shè)定值時(shí)，輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)脈沖 信號(hào)Vo。這個(gè)開關(guān)脈沖信號(hào)Vo加在副邊繞組上。副邊繞組和輔助繞組將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)開關(guān) 脈沖信號(hào)及由其產(chǎn)生的振鈴信號(hào)801。這個(gè)開關(guān)脈沖信號(hào)和/或由其產(chǎn)生的振鈴信號(hào)被控 制器檢測(cè)到?？刂破鞔蜷_功率開關(guān)管，進(jìn)而使原邊能量向副邊傳送。系統(tǒng)的輸出電壓Vout 開始上升，Vout的最低電壓被限制為大約4. 5V(如圖8所示)。但是，如圖2所示，相同情況下現(xiàn)有的開關(guān)電源系統(tǒng)的最低輸出電壓為1. 4V。下面結(jié)合
本發(fā)明實(shí)施例提供的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí) 施例不但能改善開關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能，而且可以實(shí)現(xiàn)副邊繞組的有源整流。參見圖9，該圖為本發(fā)明提供的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的實(shí)施例一示意圖。圖9所示的該實(shí)施例對(duì)應(yīng)圖4所示的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)行的改進(jìn)。所述控制單元還包括或非門905、第一二極管909、第一電壓源907、第三電壓比較 器908和第一驅(qū)動(dòng)電路910。第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或非門905的一個(gè)輸入端，所述第一驅(qū)動(dòng)電 路910的輸出連接所述或非門905的另一個(gè)輸入端；所述或非門905的輸出連接PMOS管的 柵極；所述第三電壓比較器908的正輸入端連接PMOS管的漏極，負(fù)輸入端經(jīng)過第一電壓 源907連接PMOS管的源極，輸出端連接所述第一驅(qū)動(dòng)電路910的輸入端；所述PMOS管的漏極和源極之間連接第一二極管909。所述第一電壓源907與第三電壓比較器908的其中一個(gè)輸入端相連，是為了確保 第三電壓比較器908在變壓器不連續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)。當(dāng)功率開關(guān)管關(guān)斷后，副邊繞組電流從峰值開始線性下降的過程中，第一二極管 909的陽極電壓將會(huì)高于其陰極電壓。第三電壓比較器908的輸出變高，進(jìn)而使PMOS導(dǎo)通。如果PMOS管的尺寸足夠大，則其導(dǎo)通電阻將會(huì)很小。當(dāng)副邊繞組導(dǎo)通時(shí)，PMOS管的最大導(dǎo)通壓降小于0.5V。這樣，可以省去正向?qū)?電壓為0. 5V的第二整流二極管。由于本發(fā)明包含的開關(guān)管功率損耗小于第二整流二極管 (例如圖1中的116)的功率損耗，所以采用本發(fā)明所包含的具有有源整流功能的副邊輸出 電壓監(jiān)測(cè)模塊芯片不僅可以改善開關(guān)電源的動(dòng)態(tài)特性，而且可以提高開關(guān)電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換 效率。參見圖10，該圖為本發(fā)明提供的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊的另一個(gè)實(shí)施例示意圖。圖10所示的該實(shí)施例對(duì)應(yīng)圖6所示的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)行的改進(jìn)。
所述控制單元還包括或門1005、第二二極管1009、第二電壓源1007、第四電壓比 較器1008和第二驅(qū)動(dòng)電路1010 ；所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或門1005的一個(gè)輸入端；所述第二驅(qū) 動(dòng)電路1010的輸出連接所述或門1005的另一個(gè)輸入端；所述或門1005的輸出連接NMOS 管的柵極；所述第四電壓比較器1008的正輸入端連接NMOS管的源極，負(fù)輸入端通過第二電 壓源1007連接NMOS管的漏極，輸出端連接所述第二驅(qū)動(dòng)電路1010的輸入端；所述NMOS管的源極和漏極之間連接第二二極管1009。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括上述實(shí)施例所述的開關(guān)電源 控制電路。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明 技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同 變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。10
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，包括設(shè)置在變壓器副邊繞組的輸出電壓 監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生開 關(guān)脈沖信號(hào)；所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或由開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)經(jīng)過所述副邊繞組 和輔助繞組反饋至控制器的反饋端；控制器，當(dāng)監(jiān)測(cè)到反饋端有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，用于打開功率 開關(guān)管，使開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊 包括控制單元和開關(guān)管，所述控制單元監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)的輸出電壓小于或等于所述設(shè)定值時(shí)， 打開所述開關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述控制單元包括第一 分壓電阻、第二分壓電阻、第一電壓比較器、第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述開關(guān)管為PMOS管；所述第一分壓電阻的一端接系統(tǒng)的輸出電壓，另一端接第二分壓電阻和第一電壓比較 器的負(fù)輸入端；第二分壓電阻的另一端接地；所述第一分壓比較器的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第一分壓比較器的輸出接第一時(shí)鐘 和驅(qū)動(dòng)電路；所述第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出接PMOS管的柵極；所述PMOS管的源極和襯底均接系統(tǒng)的輸出電壓，所述PMOS管的漏極接副邊繞組的異 名端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，副邊繞組的整流二極管 的陽極連接副邊繞組的異名端，陰極連接系統(tǒng)的輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述控制單元包括第三 分壓電阻、第四分壓電阻、第二電壓比較器、第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路；所述開關(guān)管為NMOS管；所述第三分壓電阻的一端接系統(tǒng)的輸出電壓，另一端接第四分壓電阻和第二電壓比較 器的負(fù)輸入端；第四分壓電阻的另一端接地；所述第二電壓比較器的正輸入端接基準(zhǔn)電壓；所述第二電壓比較器的輸出接第二時(shí)鐘 和驅(qū)動(dòng)電路；所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出接NMOS管的柵極；所述NMOS管的源極和襯底均接地，所述NMOS管的漏極接副邊繞組的同名端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，副邊繞組的整流二極管 的陰極連接副邊繞組的同名端，陽極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述控制器內(nèi)包括驅(qū)動(dòng) 模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)控制器FB端的電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到控制器FB端有所述開關(guān)脈沖信 號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管打開。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述控制單元還包括或 非門、第一二極管、第一電壓源、第三電壓比較器和第一驅(qū)動(dòng)電路；所述第一時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或非門的一個(gè)輸入端，所述第一驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或非門的另一個(gè)輸入端；所述或非門的輸出連接PMOS管的柵極；所述第三電壓比較器的正輸入端連接PMOS管的漏極，負(fù)輸入端經(jīng)過第一電壓源連接 PMOS管的源極，輸出端連接所述第一驅(qū)動(dòng)電路的輸入端； 所述PMOS管的漏極和源極之間連接第一二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源的控制電路，其特征在于，所述控制單元還包括或 門、第二二極管、第二電壓源、第四電壓比較器和第二驅(qū)動(dòng)電路；所述第二時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接所述或門的一個(gè)輸入端；所述第二驅(qū)動(dòng)電路的輸 出連接所述或門的另一個(gè)輸入端；所述或門的輸出連接NMOS管的柵極；所述第四電壓比較器的正輸入端連接NMOS管的源極，負(fù)輸入端通過第二電壓源連接 NMOS管的漏極，輸出端連接所述第二驅(qū)動(dòng)電路的輸入端； 所述NMOS管的源極和漏極之間連接第二二極管。
10.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源的控制電
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種開關(guān)電源的控制電路及開關(guān)電源，包括設(shè)置在變壓器副邊繞組的輸出電壓監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸出電壓，當(dāng)監(jiān)測(cè)到所述輸出電壓小于或等于設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生開關(guān)脈沖信號(hào)；所述開關(guān)脈沖信號(hào)及由開關(guān)脈沖信號(hào)引起的振鈴信號(hào)經(jīng)過所述副邊繞組和輔助繞組反饋至控制器的FB端；控制器，當(dāng)監(jiān)測(cè)到FB端有所述開關(guān)脈沖信號(hào)和/或所述振鈴信號(hào)時(shí)，用于打開功率開關(guān)管，使開關(guān)電源輸入端的能量傳遞至輸出端。這樣可以使系統(tǒng)由空載或輕載瞬間切換到重載時(shí)，避免系統(tǒng)的輸出電壓Vout將會(huì)出現(xiàn)較大的下沖尖峰電壓，從而改善開關(guān)電源的輸出動(dòng)態(tài)性能。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102055341SQ20091020883
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者呂述莊, 張永鉑, 朱亞江, 謝佳, 陳超 申請(qǐng)人:Bcd半導(dǎo)體制造有限公司