[发明专利]开关电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别是涉及一种开关电源电路。

背景技术

由于反激变换器具有器件少、成本低、电路简单的特点，所以它被广泛地应用在中小功率的交流到直流的开关电源电路中。

如图1所示，反激变换器一般包括一原边绕组Lp和副边绕组Ls极性相反的变压器T1、所述原边绕组Lp所在的支路为输入单元，包括半导体二极管组成的输入整流桥DB1、输入电容Cin、变压器T1的原边绕组和功率开关S1。所述输入电容Cin与所述输入整流桥DB1的输出端并联，所述原边绕组Lp和所述功率开关S1相连，且与输入电容Cin并联。

所述副边绕组Ls所在的支路为输出单元，包括变压器T1的副边绕组Ls、输出二极管D1和输出电容Cout。所述变压器T1的副边绕组Ls和所述输出二极管D1相连，再与所述输出电容Cout并联。所述输出电容Cout与输出负载R并联，输出电流为I_o。

为了实现对最大输出电流I_o的控制，传统的方式中，在原边绕组Lp一侧设置采样电阻Rsen，再由电压比较器Comp1、过流保护基准电压源Vocp、RS比较器和驱动器组成控制电路单元以控制所述输出电流。其中，所述采样电阻Rsen的一端通过功率开关S1与所述原边绕组Lp连接，所述采样电阻Rsen的另一端接地。所述采样电阻Rsen和功率开关S1之间与所述电压比较器Comp1的同相输入端连接，所述电压比较器Comp1的反相输入端连接所述过流保护基准电压源Vocp，所述电压比较器Comp1的输出端与所述RS比较器的R输入端连接，所述RS比较器的S输入端接入时钟信号，所述RS比较器的Q输出端连接驱动器，所述驱动器驱动所述功率开关S1导通或者关闭。

当一个周期的时钟信号Clock到来后，所述RS触发器的S输入端输入高电平，所述功率开关S1导通，所述原边绕组Lp中有电流通过。所述控制电路单元可通过对采样电阻Rsen的电压V_R采样实现对通过原边绕组Lp的电流采样，当采样电阻Rsen的电压V_R超过基准电压V_ocp时，所述电压比较器Comp1的输出高电平至所述RS触发器的R输入端，使得所述RS触发器被强制复位，RS触发器的Q输出端输出变为零，并使得驱动器输出变为低，从而使得功率开关S1关闭。当下一个周期的时钟信号Clock到来后，所述RS触发器的S输入端输入高电平，所述功率开关S1再次开通并重复执行以上动作。

具体的，以下结合图2所示，阐述变压器T1中电流变化情况。

在时钟信号在功率开关S1导通后，在输入单元中，所述变压器T1的原边绕组L_p的电流I_{pk_Np}开始上升；在输出单元中，此时输出二极管D1截止，变压器T1储存能量，副边绕组Ls中电流I_{pk_Ns}为零，负载R由输出电容Cout提供能量。

当功率开关S1截止后，在输入单元中，所述变压器T1的原边绕组Lp的电流I_{pk_Np}为零，原边电感Lp中感应电压反向；在输出单元中，此时输出二极管D1导通，变压器T1中的能量经由输出二极管D1向负载R供电，同时对电容Cout充电，补充刚刚损失的能量，副边绕组Ls中电流I_{pk_Ns}渐渐变小。

直至下一个时钟信号，所述功率开关S1导通，所述变压器T1中原边绕组Lp中电流I_{pk_Np}开始上升，……，后续重复以上变化。

综上可知，通过此变压器T1原边绕组Lp的最大电流I_{pk_Np}的由基准电压V_ocp和采样电阻Rsen的阻值R_sen决定，即I_{pk_Np}=V_ocp/R_sen。

所述反激变换器输出的最大平均电流I_o由以下关系决定：