[发明专利]一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源及方法

说明书

本发明提供一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源及方法，包括控制器、功率级模块、PWM产生器、输出电压采样模块和阀值电路，阀值电路耦接在输出电压采样模块的输出端和控制器的输入端，阀值电路设定有过冲阀值VH和下冲阀值VL，当输出电压Vo跌落致使采样电压Vs超过设定的下冲阀值VL时，阀值电路使控制器的反向输入端拉到零电位，当输出电压Vo跃升致使采样电压Vs超过跃升阀值VH时，阀值电路使控制器的反向输入端置高；实现在不影响现有的反馈环路参数，有效减小因开关电源负载突变造成的输出电压幅值突变，以及通过可控输出电压幅值大小进而确保开关电源负载不被损坏及延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，及其实现的方法。

背景技术

开关电源是一种常用的电源设备，开关电源输出端负载在突然加载或卸载时会导致输出电压瞬间跌落和跃升，此电压的瞬态变化会直接影响连接负载的性能和使用寿命，严重时造成负载设备的损坏。

目前，改善该技术问题常用方案一是提高PWM开关器的开关频率，以提高环路响应速度，但是随着PWM开关器的开关频率的提高会增加功率级模块开关管的损耗进而影响整机的效率的问题，二是通过提高反馈环路的响应速度，但又会牵扯到繁杂的环路设计参数与工程上难以精确调试的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源及其实现的方法，通过检测输出端的输出电压的变化，在不影响环路参数设计和不额外提高开关频率的情况下，解决因负载因突然加载或卸载时会导致输出电压瞬间跌落和跃升，直接影响连接负载的性能和使用寿命，及严重时造成负载设备的损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源，包括控制器、功率级模块、PWM产生器和输出电压采样模块，控制器接受设定值Vref，及输出电压采样模块采集功率级模块和负载之间输出电压Vo后的采样电压Vs，输出电压Ve去控制PWM产生器，PWM产生器调控功率级模块，还包括阀值电路，阀值电路耦接在输出电压采样模块的输出端和控制器的输入端，阀值电路设定有过冲阀值VH和下冲阀值VL，当输出电压VO跌落致使采样电压VS超过设定的下冲阀值VL时，阀值电路使控制器的反向输入端拉到零电位，控制器的输出电压Ve以正饱和电压增加，当输出电压Vo跃升致使采样电压Vs超过跃升阀值VH时，阀值电路使控制器的反向输入端置高，控制器的输出电压Ve以负饱和电压减小。

所述阀值电路包括第一、第二比较器、与第一比较器耦接的第一门电路、与第二比较器耦接的第二门电路，第一、第二比较器的输入端接收采样电压Vs，第一、第二门电路输出端接控制器输入端。

所述阀值电路包括P沟道的MOS管Q2、N沟道的MOS管Q1和电阻R3，第一门电路为与非门，第二门电路为或非门，第一比较器的反向输入端、第二比较器的正向输入端和输出电压采样模块的输出端连接，第二比较器的输出端经或非门与MOS管Q2的栅极连接，第一比较器的输出端经与非门与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q2的漏极串接电阻R3后与MOS管Q1的漏极和控制器的反向输入端连接，MOS管Q2的源极接受设定值Vref，MOS管Q1的源极连接电源负极。

控制器采用误差放大器。

控制器的正向输入端经串接的电阻R1接受设定值Vref，控制器的反向输入端经串接的电阻R2接受采样电压Vs,电阻R1、电阻R2和电阻R3的阻值符合R1=R2=100*R3。

本发明技术方案还提供一种实现输出电压瞬间跌落和跃升幅值可控的开关电源的方法，包括如下步骤：

采集功率级模块和负载之间输出电压Vo得到采样电压Vs；

采样电压Vs一路输入到控制器的输入端，另一路输入到阀值电路的输入端；