前饋電路及前饋控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源，特別涉及一種離線式AC-DC變換器在高輸入電壓下的低損耗電流的前饋電路及前饋控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著工業(yè)的快速發(fā)展，高輸入電壓開關(guān)電源也被廣泛需求，當(dāng)產(chǎn)品輸入電壓范圍寬，特別是輸入高限電壓超過IKV，產(chǎn)品中器件的電壓電流應(yīng)力都會變大，特別是在過載及短路時，器件的電流電壓應(yīng)力過大更是嚴重威脅著產(chǎn)品的可靠性，因此如何將電流前饋技術(shù)應(yīng)用在高輸入電壓下的產(chǎn)品中已成為焦點。
[0003]如圖1所示，為現(xiàn)有常用的前饋電路，其包括AC-DC變換電路、輔助供電電路、前饋電路和為前饋電路單獨供電的附加供電繞組NP3，其中，AC-DC變換電路包括變壓器TI和主開關(guān)管Ql，變壓器Tl包括原邊繞組NPl、輔助繞組NP2和附加供電繞組NP3;主開關(guān)管Ql由控制IC驅(qū)動控制；控制IC，包括高壓端HV、反饋端FB、接地端GND、供電端VDD、輸出驅(qū)動信號的驅(qū)動端G和采樣端CS，反饋端FB與反饋環(huán)路連接。輔助供電電路包括輔助繞組NP2、二極管Dl和電容Cl，是由輔助繞組NP2通過整流后形成的，用于給控制IC供電。前饋電路包括二極管D3和電阻R2，其具體連接關(guān)系是，附加供電繞組NP3與二極管D3的陽極相連，二極管D3的陰極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與控制IC采樣端CS相連。其工作原理為:前饋電路工作在以下狀態(tài):由于附加供電繞組NP3與變壓器Tl的NPl相互按照一定匝比耦合在一起，因附加供電繞組NP3上的電壓變化就可以反映出輸入電壓的變化，因此通過調(diào)節(jié)電阻R2的阻值，就可以調(diào)節(jié)前饋電流的大小，達到高低壓均能按照一定比例對采樣端CS進行電流補
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[0004]現(xiàn)有的控制IC也有電流前饋功能，但是很難應(yīng)用在高輸入電壓下的產(chǎn)品中，由于現(xiàn)有控制IC有工藝及散熱限制，IC芯片本身已經(jīng)無法從高壓端(HV腳)取得大的電流來作為高壓下采樣端CS的電流前饋，并且對于高輸入電壓產(chǎn)品，在輸入高限電壓下由于開關(guān)延時的原因，產(chǎn)品過流點本身就會比低壓下大很多，再加上IC在高限電壓下又不能給予一定的電流前饋補償，因此導(dǎo)致一系列的問題嚴重影響著高壓輸入產(chǎn)品的可靠性能以及成本等，例如:
[0005]1、高壓過流點增大，產(chǎn)品過流和短路時電流和電壓應(yīng)力超標，影響產(chǎn)品可靠性，或者不得不使用更大規(guī)格的器件來滿足電壓及電流應(yīng)力需求，從而增加了產(chǎn)品的成本。
[0006]2、同時帶來高壓下產(chǎn)品跳周期時，開關(guān)頻率變低，產(chǎn)品工作時更容易出現(xiàn)異音，影響客戶使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于，提供一種能解決輸入電壓高時，導(dǎo)致產(chǎn)品輸出過流點過大而引起的元器件電壓電流應(yīng)力問題的前饋電路。
[0008]與此相應(yīng)，本發(fā)明還提供一種解決輸入電壓高時，導(dǎo)致產(chǎn)品輸出過流點過大而引起的元器件電壓電流應(yīng)力問題的前饋控制方法。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0010]—種前饋電路，用于通過檢測輸入電壓的擾動信號來調(diào)控控制IC的采樣端，包括開關(guān)管，開關(guān)管的導(dǎo)通通路形成于輔助供電電路與控制IC的采樣端CS之間；將輸入電壓擾動信號的采樣值作為開關(guān)管的控制信號，控制開關(guān)管的導(dǎo)通，當(dāng)輸入電壓為高壓時，開關(guān)管能夠給控制IC的采樣端CS—個大的直流偏置，使得采樣端CS的電壓升高，驅(qū)動控制信號被提如關(guān)斷。
[0011]優(yōu)選的，所述輸入電壓擾動信號的采樣值作為開關(guān)管的控制信號，控制開關(guān)管工作在放大區(qū)。
[0012]優(yōu)選的，所述前饋電路，包括電阻Rl、電阻R4、電阻R5、電阻R6和三極管Q2，三極管Q2為NPN型三極管，其具體連接關(guān)系是，電阻Rl的一端與輸入電壓相連，電阻Rl的另一端通過電阻R6接控制IC的高壓端HV;電阻Rl的另一端還通過電阻R5接三極管Q2的基極，用以將檢測值提供給三極管Q2作為基極控制信號;三極管Q2的集電極通過電阻R4與輔助供電電路連接;三極管Q2的發(fā)射極與控制IC的采樣端CS連接。
[0013]優(yōu)選的，所述前饋電路，包括二極管D3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電容C2和三極管Q2，三極管Q2為PNP型三極管，其具體連接關(guān)系是，二極管D3的陽極與控制IC的驅(qū)動端G相連，二極管D3的陰極通過電阻R5接三極管Q2的基極，三極管Q2的基極還通過并聯(lián)的電容C2和電阻R7接地，用以將檢測值提供給三極管Q2作為基極控制信號;三極管Q2的發(fā)射極通過電阻R4與輔助供電電路連接;三極管Q2的集電極與控制IC的采樣端CS連接。
[0014]本發(fā)明還提供一種前饋控制方法，用于通過檢測輸入電壓的擾動信號來調(diào)控控制IC的采樣端，包括如下步驟:開關(guān)管的導(dǎo)通通路形成于輔助供電電路與控制IC的采樣端CS之間；將輸入電壓擾動信號的采樣值作為前饋電路中開關(guān)管的控制信號，控制開關(guān)管工作在放大區(qū)；當(dāng)輸入電壓升高時，開關(guān)管能夠給控制IC的采樣端CS—個大的直流偏置，使得采樣端CS的電壓升高，驅(qū)動控制信號被提前關(guān)斷。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明應(yīng)用于AC-DC變換電路的高輸入電壓下電流前饋電路，其中一種高輸入電壓下電流前饋電路，第一電阻Rl與第二電阻R6為第一三極管Q2的基極提供一個隨輸入變化的信號，該信號可以控制第一三極管Q2基極電流的大小，而第三電阻R5和第四電阻R4的選取使得第一三級管Q2工作在放大區(qū)，以便獲得高壓下最低的損耗效果。
[0016]本發(fā)明有效的解決了由于輸入電壓高時，導(dǎo)致產(chǎn)品輸出過流點過大而引起的開關(guān)管電流電壓應(yīng)力超標問題、產(chǎn)品可靠性問題以及輸出噪聲和產(chǎn)品工作異音等問題。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0018]1、通過本發(fā)明所述的電流前饋電路，解決了高輸入電壓下，即在輸入高限電壓超過IKV時，導(dǎo)致產(chǎn)品輸出過流點過大而引起的器件電壓電流應(yīng)力問題。
[0019]2、通過本發(fā)明所述的電流前饋電路，解決了高輸入電壓下，產(chǎn)品工作時容易出現(xiàn)工作異音及噪聲的問題。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)采用電流前饋電路的電路原理圖，在現(xiàn)有技術(shù)中，前饋電路通過繞組電壓變化來控制前饋電流；
[0021]圖2為本發(fā)明實施案例一的前饋電路應(yīng)用在AC-DC變換器中的電路原理圖，在此實施例中，前饋電路通過檢測控制IC的電壓端HV的電壓變化來控制前饋電流；
[0022]圖3為本發(fā)明實施案例二的前饋電路應(yīng)用在AC-DC變換器中的電路原理圖，在此實施例中，前饋電路通過檢測驅(qū)動信號的占空比變化來控制前饋電流。
【具體實施方式】
[0023]為了更好地理解本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)所作出的改進，在對本發(fā)明的兩種【具體實施方式】進行詳細說明之前，先對【背景技術(shù)】部分所提到的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合附圖加以說明，進而引出本案的發(fā)明構(gòu)思。
[0024]如圖1所示，為現(xiàn)有常用的前饋電路，現(xiàn)有方案存在的缺點是，產(chǎn)品設(shè)計時變壓器Tl需要在額外的增加一個附加供電繞組NP3，首先從產(chǎn)品的成本和工藝(可能需要飛線方式才能實現(xiàn))上面增加了開發(fā)的難度和成本。更重要的是，由于采樣輸入電壓的變化是通過繞組耦合間接實現(xiàn)的，并且變壓器的繞組較多很難繞制在一起，那么耦合效果必然比較差，并且不同變壓器耦合的效果就會有些不同，就會直接影響到前饋電流的大小，因此由于不同的產(chǎn)品繞組的耦合程度肯定會有一定的差異，從而導(dǎo)致前饋電流會存在一定的差異，這樣就會給產(chǎn)品的設(shè)計和產(chǎn)品的一致性帶來很大困難。
[0025]而鑒于此問題，本文所描述的前饋電路，首先可以不增加附件的輔助繞組，這樣極大的降低了產(chǎn)品的成本和工藝難度。而且不采用耦合的方式采樣輸入母線電壓的變化，從而在前饋的精準度上面也有了很大的改善，并且電路簡單，給使得