[发明专利]一种开关电源初级绕组峰值电流深度连续保护装置

说明书

本发明公开了一种开关电源初级绕组峰值电流深度连续保护装置，该装置在副边输出电压达到启动电压后开始正常工作；振荡器和延时单元相配合，在等待预定时间后产生被锁定的电平信号；输出检测单元通过门限电压来判断副边输出电压大小；前沿消隐单元在驱动信号的开启电平持续时间内设置两个屏蔽时间，一个屏蔽时间较小，用来屏蔽功率管开启瞬间产生在CS采样电阻上的电压毛刺，另一个屏蔽时间较大；控制单元在预定时间内，当副边输出电压较低时，用较大的屏蔽时间来检测驱动信号的开启电平持续时间，如果连续预定数目个周期内开启电平持续时间均小于屏蔽时间，则控制功率管持续关断。本发明能够检测到初级绕组工作在深度连续电流模式时关断功率管。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种开关电源初级绕组峰值电流深度连续保护装置。

背景技术

随着消费电子产品强劲的需求以及各种电子产品的更新换代，对电源模块的要求也越来越高。电源模块通常为功能模块提供恒定的电压或恒定的电流，以保证它们稳定的工作。

如图1所示，是现有技术一种副边反馈开关电源的简化拓扑结构图。该开关电源包括驱动电路10、比较电路20和功率管30。比较电路20用于比较CS采样电阻R_CS上的采样电压和阈值电压，驱动电路10用于根据比较电路20的比较结果向功率管30发送驱动信号以驱动功率管30开启或关断，其中，驱动信号的一个周期由开启电平和关断电平组成，在开启电平持续时间期间，功率管开启，在关断电平持续时间期间，功率管关断，开启电平和关断电平中的一个为低电平，另一个为高电平。具体而言，当驱动电路10驱动功率管30开启时，初级绕组存储能量，初级绕组上的电流上升，上升斜率为VIN/LP，VIN为变压器初级绕组上的电压，LP为初级绕组的电感，CS采样电阻R_CS上的采样电压线性上升，比较电路20通过检测采样电压来间接检测初级绕组上的电流。当初级绕组上的电流到达峰值电流ipeak时，采样电压也上升到阈值电压Vth_ocp，因此，驱动电路10需要驱动功率管30关断。由于在功率管30开启瞬间，CS采样电阻R_CS上会耦合电压毛刺，该电压毛刺远大于阈值电压，为了防止采集到电压毛刺而误关断功率管30，因此比较电路20设置了消隐时间，在消隐时间内比较电路20会屏蔽CS采样电阻R_CS上的电压毛刺。

该副边反馈开关电源在工作时，当输出接负载时，随着功率管30开启，初级绕组将能量传递到次级绕组，次级绕组上的电流等于初级绕组的电流和匝比乘积，即I_S＝I_P×N，次级绕组上将产生大电流，给负载和输出电容同时供电。如果输出为阻抗大的容性负载，输出电压VOUT上升将非常缓慢，与此同时，输出电压VOUT较低时，功率管30的开关频率最大，试图给输出提供更多能量，但是此时因为次级电感的两端压差小，次级电感的电流下降斜率平缓，因此次级电感的退磁时间比较长，导致功率管30在下次开启时，次级电感上的电流没有降低到零。所以在输出电压VOUT上升期间，初级绕组工作在连续电流模式，而又因为输出电压VOUT低，功率管30的开关频率最大，在功率管30的关断时间次级电流没有降低零，那么初级绕组的电流在每次开启时会不停累积，尽管初级绕组的电流在不停累积，驱动电路10仍然需等到消隐时间之后才能关断功率管30，也就是说，功率管30每次开启的持续时间均为消隐时间，消隐时间内又不检测初级绕组上的电流，那么在消隐时间内初级绕组上的电流继续累积，当累积的电流超过峰值电流时，如果再继续累积，就会造成大电流烧毁芯片。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种开关电源初级绕组峰值电流深度连续保护装置，能够检测到初级绕组工作在深度连续电流模式时关断功率管。