[发明专利]原边反馈电源变换器中动态响应加速电路

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及开关电源类集成电路芯片，特别是一种原边反馈电源变换器中动态响应加速电路。

背景技术

传统的反激式开关电源是副边反馈的类型，也就是采用光耦合器件来实现输出电压反馈和电气隔离。但是光耦合器的电流传输比受温度的影响较大，随着温度的变化，电流传输比会呈非线性变化，导致对输出电压的采样出现误差，影响在负载较重发热较大的电源中最为明显。由此就衍生出了原边反馈技术，相对于副边反馈类型的开关电源，原边反馈不采用光耦合器进行隔离反馈，直接从原边绕组或者原边辅助绕组上精确采样得到输出电压信号，解决了传统的光耦隔离带来的问题。同时，由于省去了光耦合器件和TL431两个芯片及其配合器件，原边反馈的变换器减小了系统的体积，降低了系统的成本，在锂电池充电器和小功率LED驱动等领域有巨大的优势。但是，由于反馈方式的不同，在原边反馈的变换器中，需要对辅助绕组进行采样来得到反馈电压。受采样时间的限制，采样的精度以及对负载变化的响应速度都受到变换器原边反馈技术的影响。采用传统原边反馈技术的变换器的动态响应特性都比较差。

无论是电压型反馈控制开关电源还是电流型反馈控制开关电源，都包括误差放大器和输出电压反馈端FB，其中输出电压反馈端将开关电源的输出电压反馈到误差放大器的输入端，将实际的输出电压与设定值比较，将二者之间的误差放大成模拟电压信号输出到开关电源的开关管控制电路，以调整开关电源功率开关管的导通与关断。

对于原边反馈的反激式开关电源，对输出负载的采样采用开关电容采样电路进行，根据采样信号直接调整开关管的开关，在开关管导通时，反馈端电压为负，不能正确反映输出，开关管关闭时，反馈端电压才能正确反馈输出端电压。原边反馈式的开关电源可以工作在连续工作模式（CCM）和断续工作模式（DCM）下，工作在断续工作模式下时，采样最好在退磁时间段内进行，这是因为退磁时间结束后，电压反馈端很容易进入振铃状态。

发明内容

为克服现有原边反馈开关电源变换器对负载变化的动态响应速度慢，响应特性差的技术缺陷，本发明公开了一种原边反馈电源变换器中动态响应加速电路。

本发明所述原边反馈电源变换器中动态响应加速电路，包括误差放大器、输出电压反馈端，开关管控制电路；还包括：

产生两个不同占空比时钟的第一时钟对产生器；

用于检测输出电压反馈端在两个连续周期内变化大小的反馈检测电路，时钟选择电路，用于对输出电压反馈端电压采样的反馈采样电路；

所述第一时钟对产生器的两个时钟输出端与时钟选择电路的输入端连接，所述反馈检测电路的输出端与时钟选择电路的选择控制端连接，所述反馈检测电路输出端、时钟选择电路的时钟输出端都与反馈采样电路的控制输入端连接；所述反馈采样电路的输入端与误差放大器的输出端连接；

所述反馈采样电路根据反馈检测电路输出端的电平高低，选择对误差放大器输出的误差信号采样时间，并输出采样电压到开关电源变换器的开关管控制电路。

优选的，所述反馈检测电路包括跟随器、比较器、第一开关、第二开关、第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容；以及产生两个不同占空比时钟的第二时钟对产生器；

所述第一开关连接在输出电压反馈端和跟随器输入端之间，所述第一采样电容和第二采样电容分别连接在跟随器的输入端和输出端；

所述第二开关连接在跟随器输出端和比较器第一输入端之间，所述第三采样电容连接比较器第一输入端；

所述跟随器的输入端和比较器的第二输出端连接在一起，采样电容均为接地电容，所述比较器的输出端作为反馈检测电路的输出端；

所述第二时钟对产生器的两个输出端分别连接第一开关和第二开关的控制端。

进一步的，所述反馈检测电路还包括计时恢复电路，所述比较器的输出端与计时恢复电路的输入端连接，所述反馈检测电路的输出端为计时恢复电路的输出端；

所述计时恢复电路从比较器的输出信号翻转时开始计时，在经历n个开关周期后将比较器输出信号恢复，n为预设值。

进一步的，所述第一开关连接第二时钟对产生器的占空比较小的时钟输出端。

进一步的，所述第二时钟对产生器产生的两个时钟的采样有效时间段不相重合。

优选的，所述反馈采样电路包括与逻辑电路、开关管关断时钟产生器、连接在误差放大器输出端的并联误差开关；

与逻辑电路的输入端分别连接反馈检测电路输出端和开关管关断时钟产