本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路。

背景技術(shù)：

眾所周知，特定應(yīng)用場合需要交流電源僅在特定的相位區(qū)間內(nèi)輸入到開關(guān)電源，通過調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)交流電源輸入的相位，開關(guān)電源電路需要檢測到輸入電源的變化并相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出幅度，最終實現(xiàn)通過調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出的目的。

對于傳統(tǒng)的開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路，需要額外的芯片引腳和外部的高壓檢測電路來檢測輸入電源的變化，還需要低頻的濾波電路對檢測結(jié)果進一步處理，不僅消耗較多的硬件資源，也使系統(tǒng)的可靠性設(shè)計變得更復(fù)雜。因此，現(xiàn)有的開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路已越來越不能滿足用戶的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中需要額外的芯片引腳和外部的高壓檢測電路來檢測輸入電源的變化，以及需要額外的低頻濾波電路對檢測結(jié)果進行處理，導(dǎo)致硬件資源消耗過多、可靠性設(shè)計復(fù)雜等的缺陷，提供一種無需額外的芯片引腳就能檢測到輸入電源的變化，同時還能根據(jù)輸入電源的變化實現(xiàn)調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

一種開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路，其特點在于，包括一檢測模塊、一延遲模塊、一鎖存模塊以及一調(diào)節(jié)模塊，其中，開關(guān)電源的輸入電源通過一功率開關(guān)對一儲能電感進行充電；

所述檢測模塊的第一輸入端用于接收表征所述功率開關(guān)是否導(dǎo)通的一驅(qū)動信號，第二輸入端用于接收表征所述儲能電感的電流是否過零的一過零 檢測信號，所述過零檢測信號的正向脈沖用于觸發(fā)所述功率開關(guān)導(dǎo)通，所述檢測模塊的輸出端用于在所述過零檢測信號的正向脈沖出現(xiàn)在所述驅(qū)動信號的下降沿出現(xiàn)后的一時間段之內(nèi)時，輸出低電平的轉(zhuǎn)換指示信號，以及在所述過零檢測信號的正向脈沖出現(xiàn)在所述驅(qū)動信號的下降沿出現(xiàn)后的所述時間段之后時，輸出正向脈沖的轉(zhuǎn)換指示信號；

所述延遲模塊的輸入端用于接收所述驅(qū)動信號，所述延遲模塊的輸出端用于輸出將所述驅(qū)動信號進行延遲后的一延遲信號；

所述鎖存模塊的第一輸入端用于接收所述延遲信號，第二輸入端用于接收所述轉(zhuǎn)換指示信號，所述鎖存模塊的輸出端用于在所述延遲信號出現(xiàn)正向脈沖時，輸出低電平的調(diào)節(jié)信號，以及在所述轉(zhuǎn)換指示信號出現(xiàn)正向脈沖時，輸出高電平的調(diào)節(jié)信號；

所述調(diào)節(jié)模塊的第一輸入端用于接收一參考電壓，第二輸入端用于接收開關(guān)電源的一反饋電壓，第三輸入端用于接收所述調(diào)節(jié)信號，所述調(diào)節(jié)模塊的輸出端用于在所述調(diào)節(jié)信號為低電平時，輸出將所述參考電壓進行放大和積分補償后的補償電壓，以及在所述調(diào)節(jié)信號為高電平時，輸出將所述參考電壓與所述反饋電壓的差值進行放大和積分補償后的補償電壓。

本方案中，開關(guān)電源的輸入電源為交流電源，通過功率開關(guān)對儲能電感進行充電，具體地：當所述功率開關(guān)導(dǎo)通時，開關(guān)電源的輸入電源對所述儲能電感進行充電，此時，所述驅(qū)動信號為高電平；當所述功率開關(guān)斷開時，所述儲能電感對負載進行放電，此時，所述驅(qū)動信號為低電平。

其中，當所述儲能電感對負載放電的過程結(jié)束，即所述儲能電感的電流過零時，所述過零檢測信號會出現(xiàn)一個正向脈沖，用于觸發(fā)所述功率開關(guān)導(dǎo)通。

另外，所述反饋電壓、所述補償電壓以及所述開關(guān)電源輸出幅度三者之間均成正比例關(guān)系。所述補償電壓提供給控制芯片的其它電路模塊，用作調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度，所述反饋電壓來自所述控制芯片對開關(guān)電源輸出幅度的檢測，能夠反映開關(guān)電源輸出幅度的大小。其中，所述參考電壓的值可以 根據(jù)具體需要自行設(shè)置。

本方案中，當調(diào)節(jié)器切斷或接通所述開關(guān)電源的輸入電源時，所述過零檢測信號和所述驅(qū)動信號都會發(fā)生相應(yīng)的變化，之后通過所述檢測模塊、所述延遲模塊、所述鎖存模塊以及所述調(diào)節(jié)模塊的信號處理可以得到不同值的補償電壓，進而達到調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度的目的。本方案的調(diào)節(jié)電路無需額外的硬件資源就可以檢測到輸入電源的變化，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度，不僅降低了成本，還使得系統(tǒng)的可靠性設(shè)計變得更加簡單，能夠得到廣泛的應(yīng)用。

較佳地，所述檢測模塊包括一第一延遲單元、一第一或門以及一第一與門；

所述第一延遲單元的第一輸入端與一第一偏置電壓電連接，第二輸入端用于接收所述驅(qū)動信號，并與所述第一或門的第二輸入端電連接，所述第一延遲單元的輸出端與所述第一或門的第一輸入端電連接，所述第一或門的輸出端與所述第一與門的第二輸入端電連接，所述第一與門的第一輸入端用于接收所述過零檢測信號，所述第一與門的輸出端用于輸出所述轉(zhuǎn)換指示信號。

本方案中，所述第一偏置電壓的值可以根據(jù)具體需要自行設(shè)置。

較佳地，所述延遲模塊包括一第二延遲單元，所述第二延遲單元的第一輸入端與一第二偏置電壓電連接，第二輸入端用于接收所述驅(qū)動信號，所述第二延遲單元的輸出端用于輸出所述延遲信號。

本方案中，所述第二偏置電壓的值可以根據(jù)具體需要自行設(shè)置。

較佳地，所述第一延遲單元和所述第二延遲單元均包括一第一晶體管、一第二晶體管、一第三晶體管以及一第一電容；

所述第一晶體管的源極與一供電電源電連接，所述第二晶體管的源極與所述第一晶體管的漏極電連接，所述第二晶體管漏極分別與所述第三晶體管的漏極和所述第一電容的一端電連接，所述第二晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極電連接，所述第三晶體管的源極和所述第一電容的另一端均接地；

所述第一延遲單元中第一晶體管的柵極形成所述第一延遲單元的第一 輸入端，第二晶體管的柵極形成所述第一延遲單元的第二輸入端，第二晶體管的漏極形成所述第一延遲單元的輸出端；

所述第二延遲單元中第一晶體管的柵極形成所述第二延遲單元的第一輸入端，第二晶體管的柵極形成所述第二延遲單元的第二輸入端，第二晶體管的漏極形成所述第二延遲單元的輸出端。

本方案中，所述第一延遲單元和所述第二延遲單元中的組成器件及其電連接關(guān)系都相同，都能實現(xiàn)延遲的功能。

較佳地，所述第一晶體管和所述第二晶體管均為pmos管，所述第三晶體管為nmos管。

較佳地，所述鎖存模塊包括一第一或非門和一第二或非門，所述第一或非門的第一輸入端用于接收所述延遲信號，所述第二或非門的第二輸入端用于接收所述轉(zhuǎn)換指示信號，所述第一或非門的第二輸入端與所述第二或非門的輸出端電連接，所述第一或非門的輸出端與所述第二或非門的第一輸入端電連接，并用于輸出所述調(diào)節(jié)信號。

本方案中的鎖存模塊包括兩個或非門，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的鎖存功能：在所述延遲信號出現(xiàn)正向脈沖時，將所述調(diào)節(jié)信號鎖定為低電平；在所述轉(zhuǎn)換指示信號出現(xiàn)正向脈沖時，將所述調(diào)節(jié)信號鎖定為高電平。

較佳地，所述調(diào)節(jié)模塊包括一第一放大器、一第二放大器、一第四晶體管、一第五晶體管、一第六晶體管、一第七晶體管、一第八晶體管、一第一電阻、一第二電阻以及一第二電容；

所述第四晶體管的柵極用于接收所述調(diào)節(jié)信號，所述第四晶體管、所述第五晶體管以及所述第六晶體管的源極均與所述供電電源電連接，第四晶體管的漏極分別與所述第五晶體管的柵極、所述第六晶體管的柵極、所述第五晶體管的漏極以及所述第七晶體管的漏極電連接；

所述第一放大器的同相輸入端與所述參考電壓電連接，反相輸入端分別與所述第七晶體管的源極和所述第一電阻的一端電連接，輸出端與所述第七晶體管的柵極電連接；

所述第二放大器的同相輸入端與所述反饋電壓電連接，反相輸入端分別與所述第八晶體管的源極和所述第二電阻的一端電連接，輸出端與所述第八晶體管的柵極電連接；

所述第八晶體管的漏極分別與所述第六晶體管的漏極和所述第二電容的一端電連接，并用于輸出所述補償電壓，所述第一電阻的另一端、所述第二電阻的另一端以及所述第二電容的另一端均接地。

本方案中的調(diào)節(jié)模塊利用所述調(diào)節(jié)信號對所述參考電壓作調(diào)制，當所述調(diào)節(jié)信號為高電平時，所述參考電壓正常參與運算，具體地，將所述參考電壓與所述反饋電壓的差值進行放大和積分補償，根據(jù)控制理論的基本原理，積分補償?shù)淖饔檬鞘沟盟鰠⒖茧妷号c所述反饋電壓的直流偏差為零；當所述調(diào)節(jié)信號為低電平時，所述參考電壓不參與運算。考慮到所述反饋電壓與開關(guān)電源輸出幅度是固定的正比例關(guān)系，因此，所述參考電壓的設(shè)計值就決定了開關(guān)電源輸出幅度。

本方案中，所述調(diào)節(jié)模塊能夠根據(jù)不同電平的調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)實際參與運算的參考電壓的直流值，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度的目的。

較佳地，所述第四晶體管、所述第五晶體管以及所述第六晶體管均為pmos管，所述第七晶體管和所述第八晶體管均為nmos管。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明的積極進步效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路無需額外的硬件資源就可以檢測到輸入電源的變化，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度，不僅降低了成本，還使得系統(tǒng)的可靠性設(shè)計變得更加簡單，能夠得到廣泛的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路的電路圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

本實施例提供一種開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路，如圖1所示，包括檢測模塊101、延遲模塊102、鎖存模塊103以及調(diào)節(jié)模塊104。

檢測模塊101包括晶體管m1、晶體管m2、晶體管m3、電容c1、或門g1以及與門g2。其中，晶體管m2的柵極分別與晶體管m3的柵極和或門g1的第二輸入端電連接，用于接收驅(qū)動信號gd；與門g2的第一輸入端用于接收過零檢測信號zcd；晶體管m1的柵極與偏置電壓vb1電連接；與門g2的輸出端用于輸出轉(zhuǎn)換指示信號conv。

晶體管m1的源極與供電電源電連接，晶體管m2的源極與晶體管m1的漏極電連接，晶體管m2漏極分別與晶體管m3的漏極、電容c1的一端以及或門g1的第一輸入端電連接，或門g1的輸出端和與門g2的第二輸入端電連接，晶體管m3的源極和電容c1的另一端均接地。

延遲模塊102包括晶體管m4、晶體管m5、晶體管m6以及電容c2。其中，晶體管m5的柵極和晶體管m6的柵極電連接，用于接收驅(qū)動信號gd；晶體管m4的柵極與偏置電壓vb2電連接；晶體管m5的漏極分別晶體管m6的漏極和電容c2的一端電連接，用于輸出延遲信號dly。

晶體管m4的源極與所述供電電源電連接，晶體管m5的源極與晶體管m4的漏極電連接，晶體管m6的源極和電容c2的另一端均接地。

鎖存模塊103包括或非門g3和或非門g4。其中，或非門g3的第一輸入端用于接收延遲信號dly，或非門g4的第二輸入端用于接收轉(zhuǎn)換指示信號conv，或非門g3的輸出端與或非門g4的第一輸入端電連接，并用于輸出調(diào)節(jié)信號adj，或非門g3的第二輸入端與或非門g4的輸出端電連接。

調(diào)節(jié)模塊104包括放大器amp1、放大器amp2、晶體管m7、晶體管m8、晶體管m9、晶體管m10、晶體管m11、電阻r1、電阻r2以及電容c3。其中，晶體管m7的柵極用于接收調(diào)節(jié)信號adj，放大器amp1的同 相輸入端與參考電壓vref電連接，放大器amp2的同相輸入端與反饋電壓vfb電連接，晶體管m11的漏極分別與晶體管m9的漏極和電容c3的一端電連接，并用于輸出補償電壓vcomp。

晶體管m7、晶體管m8以及晶體管m9的源極均與所述供電電源電連接，晶體管m7的漏極分別與晶體管m8的柵極、晶體管m9的柵極、晶體管m8的漏極以及晶體管m10的漏極電連接，放大器amp1的反相輸入端分別與晶體管m10的源極和電阻r1的一端電連接，放大器amp1的輸出端與晶體管m10的柵極電連接，放大器amp2的反相輸入端分別與晶體管m11的源極和電阻r2的一端電連接，放大器amp2的輸出端與晶體管m11的柵極電連接，電阻r1的另一端、電阻r2的另一端以及電容c3的另一端均接地。

本實施例中，開關(guān)電源的輸入電源為交流電源，通過功率開關(guān)對儲能電感進行充電，驅(qū)動信號gd用于表征所述功率開關(guān)是否導(dǎo)通。具體地，當功率開關(guān)導(dǎo)通時，開關(guān)電源的輸入電源對儲能電感進行充電，此時，驅(qū)動信號gd為高電平；當功率開關(guān)斷開時，儲能電感對負載進行放電，此時，驅(qū)動信號gd為低電平。

進一步地，過零檢測信號zcd用于表征所述儲能電感的電流是否過零。具體地，當儲能電感對負載放電的過程結(jié)束，即儲能電感的電流過零時，過零檢測信號zcd會出現(xiàn)一個正向脈沖，用于觸發(fā)所述功率開關(guān)導(dǎo)通。

檢測模塊101對驅(qū)動信號gd和過零檢測信號zcd的關(guān)系進行實時監(jiān)測，若過零檢測信號zcd的正向脈沖出現(xiàn)在驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)后的時間段t內(nèi)，則轉(zhuǎn)換指示信號conv維持低電平；若過零檢測信號zcd的正向脈沖出現(xiàn)在驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)后的時間段t之后，轉(zhuǎn)換指示信號conv跟隨過零檢測信號zcd出現(xiàn)一個正向脈沖。

其中，晶體管m1、晶體管m2、晶體管m3和電容c1構(gòu)成第一延遲單元，當驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)時，偏置電壓vb1控制晶體管m1的電流對電容c1充電，延遲時間段t后第一延遲單元輸出高電平，在所述時間段 t內(nèi)或門g1輸出低電平，與門g2輸出低電平，若過零檢測信號zcd的正向脈沖出現(xiàn)在所述時間段t之內(nèi)，則與門g2始終輸出低電平，若過零檢測信號zcd的正向脈沖出現(xiàn)在所述時間段t之后，則與門g2會跟隨過零檢測信號zcd出現(xiàn)一個正向脈沖。

延遲模塊102對驅(qū)動信號gd做特定的延遲，輸出延遲信號dly。晶體管m4、晶體管m5、晶體管m6和電容c2構(gòu)成第二延遲單元，當驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)時，偏置電壓vb2控制晶體管m4的電流對電容c2充電，延遲一段時間后，輸出的延遲信號dly變?yōu)楦唠娖健?/p>

當調(diào)節(jié)器切斷開關(guān)電源的輸入電源時，儲能電感無法獲得能量，當開關(guān)電源的功率開關(guān)每個周期斷開時，驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)，儲能電感的電流會在很短時間內(nèi)過零，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換指示信號conv維持低電平，延遲信號dly變?yōu)楦唠娖健?/p>

當調(diào)節(jié)器接通開關(guān)電源的輸入電源時，儲能電感正常充放電，當開關(guān)電源的功率開關(guān)每個周期斷開時，驅(qū)動信號gd的下降沿出現(xiàn)，儲能電感的電流會在較長時間后過零，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換指示信號conv跟隨zcd輸出一個正向脈沖。而由于zcd信號觸發(fā)功率開關(guān)導(dǎo)通，驅(qū)動信號gd回到高電平，延遲信號dly來不及變?yōu)楦唠娖?，始終維持低電平輸出。

鎖存模塊103接收周期性變化的延遲信號dly和轉(zhuǎn)換指示信號conv，鎖定輸出持續(xù)的調(diào)節(jié)信號adj。當調(diào)節(jié)器切斷開關(guān)電源的輸入電源時，延遲信號dly會周期性地輸出正向脈沖，調(diào)節(jié)信號adj鎖定為低電平；當調(diào)節(jié)器接通開關(guān)電源的輸入電源時，轉(zhuǎn)換指示信號conv會周期性地輸出正向脈沖，調(diào)節(jié)信號adj鎖定為高電平。本實施例中，鎖存模塊輸出的調(diào)節(jié)信號adj代表了檢測到的調(diào)節(jié)器的狀態(tài)。其中，或非門g3和或非門g4構(gòu)成rs觸發(fā)器，實現(xiàn)了鎖存功能。

調(diào)節(jié)模塊104用作對開關(guān)電源輸出幅度的控制，將參考電壓vref與反饋電壓vfb的差值作放大和積分補償，根據(jù)控制理論基本原理，積分補償?shù)淖饔檬狗答侂妷簐fb與參考電壓vref的直流偏差為零，考慮到反饋電壓vfb 與開關(guān)電源輸出幅度是固定的正比例關(guān)系，因此，參考電壓vref的設(shè)計值就決定了開關(guān)電源輸出幅度。

調(diào)節(jié)模塊104利用調(diào)節(jié)信號adj對參考電壓vref作調(diào)制，當調(diào)節(jié)信號adj為高電平時，參考電壓vref正常參與運算，當調(diào)節(jié)信號adj為低電平時，參考電壓vref不參與運算。等效的結(jié)果是調(diào)節(jié)信號adj能夠調(diào)節(jié)實際參與運算的參考電壓vref的直流值，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度的目的。

放大器amp1、晶體管m10和電阻r1組成跨導(dǎo)轉(zhuǎn)換電路，將輸入?yún)⒖茧妷簐ref轉(zhuǎn)換成晶體管m10的電流輸出。放大器amp2、晶體管m11、電阻r2組成跨導(dǎo)轉(zhuǎn)換電路，將輸入反饋電壓vfb轉(zhuǎn)換成晶體管m11的電流輸出。晶體管m8與晶體管m9組成電流鏡，使晶體管m10和晶體管m11的電流差值在電容c3上產(chǎn)生積分后的補償電壓vcomp。晶體管m7在調(diào)節(jié)信號adj的控制下，關(guān)閉晶體管m8和晶體管m9組成的電流鏡的輸出，實現(xiàn)對參考電壓vref調(diào)制的功能。

本實施例中的開關(guān)電源輸出幅度的調(diào)節(jié)電路無需額外的硬件資源就可以檢測到輸入電源的變化，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出幅度，不僅降低了成本，還使得系統(tǒng)的可靠性設(shè)計變得更加簡單，能夠得到廣泛的應(yīng)用。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。