[发明专利]一种基于电流型脉宽调制控制器的磁隔离反馈驱动电路和DC/DC变换器

说明书

本发明提供一种电流型脉宽调制控制器及基于其的磁隔离反馈驱动电路和DC/DC变换器，利用电流型脉宽调制控制器自身死区时间产生的大占空比方波作为驱动隔离反馈变压器的控制信号，通过在控制器内部设计合理线路，增加一路变压器驱动输出，此功能集成至PWM控制器内部，外部仅引出驱动信号端口，减少元器件数量。基于本发明的电流型脉宽调制控制器，设计隔离变压器驱动反馈线路，不需要在PWM控制芯片之外再增加一个比较器，外围元器件减少，同一变压器同一绕组不但实现了将后级反馈误差信号传递到前级的功能，还实现将前级能量传递给后级，用于后级芯片的供电的功能，省去了后级辅助供电绕组，减少了元器件数量，提高了集成度。

技术领域

本发明涉及电气隔离技术，具体为一种电流型脉宽调制控制器及基于其的磁隔离反馈驱动电路和DC/DC变换器。

背景技术

开关电源中常常要求输入与输出之间电气隔离，电气隔离分为磁隔离和光耦隔离，光耦隔离一般只能隔离传输小信号，且对温度比较敏感，磁隔离反馈稳定、速度高，可满足大部分应用条件。磁隔离反馈驱动电路是实现磁隔离反馈的基础，在基于厚膜工艺的开关电源中，集成度提高则要求线路必须简化，目前已有的磁隔离反馈驱动线路利用三角波信号与基准进行比较产生交流脉冲信号，需要在PWM控制芯片之外增加一个比较器，外围元器件多，不利于减小电路体积和降低成本。目前现有的磁隔离驱动线路如图1所示。

对现有磁隔离反馈的工作原理进行简要分析：副边输出电压经电阻R1、 R2分压与基准Z1比较，运放IC2的供电电压由后级辅助绕组提供，误差信号经放大器放大后接至射极跟随器Q3，则Q3的射极电压即能反映误差放大器的输出大小，记为VFB。耦合变压器T2通常取匝比为1，记左边为原边，右边为副边。Q2的控制信号由比较器IC1输出，基准电压V_REF经R6、 R7分压，分压后的电压作为比较器IC1的正端输入，比较器IC1负端为三角波信号，三角波信号一般由PWM控制器自身产生开关频率的振荡电阻电容产生，当PWM控制部分由分立器件组成时，三角波信号也需要比较器产生，比较器IC1正端与负端比较产生具有一定占空比的方波，占空比的大小由三角波信号幅值与VREF分压后的电压幅值比较决定，此方波信号作为 Q2管的控制信号，控制Q2管的开通关断状态，当Q2导通时，T2原边绕组同名端接至负恒压源VP-，则此时原边绕组两端电压为VP-，方向是非同名端为正。因此T2副边电压也为VP-，这使得二极管D2反偏，可以防止负恒压源对输出端检测电路产生影响。当Q2关断时，T2原边绕组两端电压反向，D1正偏，变压器原边电流即通过D1对C1充电。与此同时，D2也正偏，因此原副边之间的电压就建立起了联系，此时电容C1上的电压为：

V_C1＝V_FB+V_D2-V_D1＝V_FB

式中，V_D1、V_D2分别为两二极管的导通压降，由于是同种二极管，可认为 V_D1＝V_D2。这样，副边的反馈信号V_FB通过变压器传到了原边，以此作为控制信号就可以实现闭环控制。该磁隔离反馈驱动线路的结构复杂，仅实现了后级误差信号传递至前级的功能，且后级芯片供电由辅助绕组提供，组元器件多，不利于厚膜混合集成。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电流型脉宽调制控制器及基于其的磁隔离反馈驱动电路和DC/DC变换器，大大减少了元器件数量，节省了体积，提高了集成度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电流型脉宽调制控制器，包括振荡器、三极管Q1、电阻R1、电阻 R2和三级管Q2；振荡器输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接电阻R1的一端，三极管Q1的集电极接电流型脉宽调制控制器内部基准电压；电阻R1的另一端接电阻R2的一端和三级管Q2的基极，电阻R2的另一端接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极引出驱动信号端口。