一種隔離式電壓轉換電路的製作方法

2023-06-21 18:33:31

專利名稱：一種隔離式電壓轉換電路的製作方法
技術領域：
一種隔離式電壓轉換電路技術領域[0001]本實用新型涉及電子電路，更具體地說，本實用新型涉及隔離式電壓轉換電路。
背景技術：
[0002]某些隔離式電壓轉換電路採用原邊控制晶片和副邊控制晶片結合的方式來控制 隔離式電壓轉換電路的工作。在這類隔離式電壓轉換電路中，耦合器件將副邊控制晶片產 生的控制信號耦合至原邊控制晶片，從而和原邊控制晶片產生的控制信號一起控制隔離式 電壓轉換器的工作。副邊控制晶片通常由隔離式電壓轉換電路的輸出電壓供電。[0003]隔離式電壓轉換電路在啟動時，輸出電壓尚未建立，並且在輸出短路或者發生其 他故障時，輸出電壓將會掉電。在這些情況下，副邊控制晶片將因為供電不足而無法正常工 作。因此副邊控制晶片所產生的控制信號可能是錯誤的，將會引起隔離式電壓轉換電路不 正常工作。實用新型內容[0004]本實用新型的目的在於解決現有技術的上述問題，提供一種改進的隔離式電壓轉 換電路。[0005]為實現上述目的，本實用新型提出了一種隔離式電壓轉換電路，所述隔離式電壓 轉換電路包括:變壓器、原邊功率開關、副邊功率開關、原邊控制器、副邊控制器和耦合器 件，其中所述變壓器包括原邊繞組，副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關耦 接，所述副邊繞組與副邊功率開關耦接，所述耦合器件具有輸入側和輸出側，所述輸入側耦 接所述副邊控制器，所述輸出側產生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原 邊功率開關的通斷；其中所述原邊控制器包括:峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端 和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，所述第二 輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入 端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號，所述第二輸入端接收峰 值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號；啟動控制電路，具有輸入端和輸出端，所 述輸入端接收反映流過原邊功率開關的電流的電流檢測信號，所述輸出端輸出啟動控制信 號；負載檢測電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至第 三繞組接收反饋信號，所述第二輸入端接收控制原邊功率開關的門極信號，所述輸出端輸 出負載檢測信號；選擇器，具有第一輸入端，第二輸入端，控制端和輸出端，其中所述第一輸 入端耦接至啟動控制電路的輸出端接收啟動控制信號，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的 輸出端接收邏輯控制信號，所述控制端耦接至負載檢測電路接收負載檢測信號，所述選擇 器在負載檢測信號有效時輸出啟動控制信號，在負載檢測電路無效時輸出邏輯控制信號。[0006]根據本實用新型的實施例，其中所述邏輯電路包括第一 RS觸發器，具有置位端， 復位端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號，所述復位端耦接至峰值比較器接收 峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。[0007]根據本實用新型的實施例，其中所述負載檢測電路包括:負載檢測比較器，具有第 一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收 負載檢測基準信號，所述輸出端輸出負載比較信號；脈衝電路，具有輸入端和輸出端，所述 輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出脈衝信號；鎖存器，具有時鐘端，信號輸入埠和輸 出埠，所述時鐘埠耦接至脈衝電路的輸出端接收脈衝信號，所述信號輸入埠耦接至 負載檢測比較器的輸出端接收負載比較信號，所述鎖存器在時鐘端接收到脈衝信號後輸出 負載檢測信號。[0008]根據本實用新型的實施例，其中所述啟動控制電路包括:最大峰值比較器，具有第 一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收最大峰值電流信號，所述第二輸 入端接收電流檢測信號，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號；振蕩 器，輸出具有固定頻率的時鐘信號；第二 RS觸發器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所 述置位端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述復位端耦接至最大峰值比較器接收最大峰值電 流控制信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。[0009]根據本實用新型的實施例，其中所述副邊控制器包括:誤差放大器，具有第一輸 入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接表徵輸出電壓的第一反饋信號，所述 第二輸入端接收誤差基準信號，所述輸出端輸出誤差信號；誤差比較器，具有第一輸入端， 第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所 述第二輸入端耦接調製信號，所述輸出端輸出第一比較信號；第一開關，具有第一端、第二 端和控制端，其中所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收 第一比較信號，所述第一端提供頻率調製信號。[0010]根據本實用新型上述各方面的隔離式電壓轉換器電路，使系統在啟動過程中正常 工作，從而保證了系統在整個運行過程中的穩定性。


[0011]圖1示出了現有技術中的原邊控制的隔離式電壓變換器的電路示意圖；[0012]圖2示出了根據本實用新型一實施例的隔離式電壓轉換電路20的電路結構示意 圖；[0013]圖3不出了負載跳變時圖2電路中的各/[目號的波形不意圖；[0014]圖4示出了根據本實用新型一實施例的原邊控制器204的電路結構示意圖。
具體實施方式
[0015]下面將詳細描述本實用新型的具體實施例，應當注意，這裡描述的實施例只用於 舉例說明，並不用於限制本實用新型。在以下描述中，為了提供對本實用新型的透徹理解， 闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是:不必採用這些特定細 節來實行本實用新型。在其他實例中，為了避免混淆本實用新型，未具體描述公知的電路、 材料或方法。[0016]在整個說明書中，對「 一個實施例」、「實施例」、「 一個示例」或「示例」的提及意味 著:結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本實用新型至少一個實施 例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語「在一個實施例中」、「在實施例中」、「一個示例」或「示例」不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組 合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人 員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應 當理解，當稱元件「連接到」或「耦接到」另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件 或者可以存在中間元件。相反，當稱元件「直接連接到」或「直接耦接到」另一元件時，不存 在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裡使用的術語「和/或」包括一個或多 個相關列出的項目的任何和所有組合。[0017]圖2示出了根據本實用新型一實施例的隔離式電壓轉換電路20的電路結構示意 圖。如圖2所示，隔離式電壓轉換電路20包括:輸入埠，接收輸入電壓Vin;輸出埠，提 供輸出電壓Vo ;變壓器Tl，具有原邊繞組Lp，副邊繞組Ls和第三繞組Lt，其中，原邊繞組 Lp,副邊繞組Ls和第三繞組Lt分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組Lp的第一端耦接 至輸入埠以接收輸入電壓Vin ;原邊功率開關M1，具有第一端、第二端和控制端，其中所 述第一端耦接至變壓器Tl的原邊繞組Lp的第二端，所述第二端接原邊參考地PGND ;副邊 功率開關D1，耦接在變壓器的副邊繞組Ls的第一端和輸出埠之間；副邊控制器202，具有 電源端VCC，第一反饋端FBl和耦合控制端0P，其中所述電源端VCC接收輸出電壓Vo，所述 第一反饋端FBl接收表徵輸出電壓Vo的第一反饋信號Vfbl,基於輸出電壓Vo和第一反饋 信號Vfbl，所述副邊控制器202在耦合控制端OP產生頻率調製信號；耦合器件，包括輸入 側101-1和輸出側101-2，其中輸入側101-1耦接在輸出埠和副邊控制器的耦合控制端之 間，以接收輸出電壓Vo和頻率調製信號，所述耦合器件基於所述輸出電壓和所述頻率調製 信號，在其輸出端提供頻率控制信號Con ;原邊控制器201，具有電流檢測端CS，頻率控制信 號端FRE和輸出端Drv，其中電流檢測端CS耦接表徵流過原邊繞組Lp的電流的電流檢測信 號Vcs，頻率控制信號端FRE耦接至耦合器件的輸出側101 - 2接收頻率控制信號Con，所 述原邊控制器201基於電流檢測信號Vcs和頻率控制信號Con，在其輸出端Drv輸出門極信 號Gate至原邊功率開關Ml的控制端以控制原邊功率開關Ml的通斷；其中所述耦合器件的 輸出側101 - 2耦接在原邊控制器201的頻率控制信號端FRE和原邊參考地PGND之間。[0018]如圖2所示，耦合器件包括光電耦合器件。所述光電耦合器件的輸入側101 — I包 括發光二極體，其輸出側101 — 2包括光敏電晶體。所述發光二極體的陽極通過電阻R2耦 接至輸出埠以接收輸出電壓Vo ;陰極耦接至副邊控制器202的，將耦合控制端OP提供的 頻率調製信號耦合至光敏電晶體。所述光敏電晶體的一端接原邊參考地PGND，另一端輸出 所述頻率控制信號Con。所述頻率控制信號Con與頻率調製信號具有相似的波形，不同的幅 值。其中電阻R2用於限制流過發光二極體的電流。在一個實施例中，電阻R2可省略。發 光二極體和電阻R2不局限於圖2所示實施例中的連接方式。在一個實施例中，電阻R2與 發光二極體的位置互換。本領域普通技術人員應該知道，光耦器件及電阻R2的作用是為了 將頻率調製信號耦合成頻率控制信號，從而提供給原邊控制器201，任何可實現上述功能的 連接方式或器件(比如霍爾器件)均包含在本實用新型範圍之內。光電耦合器件的工作原理 為本領域普通技術人員的公知常識，為敘述簡明，此處不再詳細闡述。[0019]在一個實施例中，所述副邊控制器202包括:誤差放大器102，具有第一輸入端(正 輸入端)、第二輸入端(負輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接表徵輸出電壓Vo的第 一反饋信號Vfbl，所述第二輸入端接收誤差基準信號Vrefl，基於第一反饋信號Vfbl和誤差基準信號Vrefl，所述誤差放大器102在輸出端輸出誤差信號Vc ;誤差比較器103，具有 第一輸入端(負輸入端)，第二輸入端(正輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至誤 差放大器102的輸出端接收誤差信號Vc，所述第二輸入端耦接調製信號Vsaw，基於誤差信 號Vc和調製信號Vsaw,所述誤差比較器103在輸出端輸出第一比較信號；第一開關M2,具 有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至耦合控制端OP，所述第二端接副邊參考 地SGND，所述控制端耦接至誤差比較器103的輸出端接收第一比較信號，基於第一比較信 號，所述第一開關M2或開通或關斷，在所述耦合控制端OP產生頻率調製信號。[0020]在一個實施例中，所述副邊控制器202還包括調製信號發生器104。所述調製信號 發生器104具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至副邊功率管Dl的第一端接收同步信號， 並基於同步信號，所述調製信號發生器104在其輸出端輸出調製信號Vsaw。所述調製信號 發生器104的功能為:當副邊功率管Dl開啟時，同步信號為高，調製信號Vsaw上升；當調製 信號Vsaw上升至誤差信號Vc時，調製信號下降為低電平，等待下一次同步信號為高時，調 制信號Vsaw再次上升。調製信號發生器104為本領域的公知常識，為敘述簡明，此處不再 闡述其具體電路。[0021]調製信號Vsaw的產生並不必須基於同步信號。在一個實施例中，所述調製信號 Vsaw在每個開關周期具有固定的低電平時間t。即經過固定時間t，調製信號Vsaw開始上 升；當調製信號Vsaw上升至誤差信號Vc時，變為低電平。再次經過固定時間t，調製信號 Vsaw上升。以上過程周而復始。所述固定低電平時間可根據實際應用情況設置。[0022]在一個實施例中，所述原邊控制器201包括:峰值比較器107，具有第一輸入端、第 二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測信號Vcs,所述第二輸入端接收峰值 電流信號Vlim，基於所述電流檢測信號Vcs和峰值電流信號Vlim，所述峰值比較器107在 輸出端輸出峰值電流控制信號Vp ;邏輯電路108,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端， 其中第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側101-2接收頻率控制信號Con，所述第二輸入端 耦接至峰值比較器107的輸出端接收峰值電流控制信號Vp，基於頻率控制信號Con和峰值 電流控制信號Vp，所述邏輯電路108在輸出端輸出邏輯控制信號111。在該實施例中，所述 第一 RS觸發器為電平觸發。[0023]在一個實施例中，第一 RS觸發器為脈衝觸發，頻率控制信號Con下降沿有效。[0024]在一個實施例中，邏輯電路108輸出的邏輯控制信號111被用作門極信號Gate來 控制原邊功率開關Ml的通斷。本領域普通技術人員應該知道，門極信號Gate通常會經過 驅動器加強驅動能力後再控制原邊功率開關Ml的通斷。驅動器屬於本領域的公知常識，為 簡便起見，在圖2中未表示。[0025]在圖2所示的實施例中，頻率控制信號Con低電平有效。邏輯電路108包括:第一 反相器109，具有輸入端和輸入端，其中輸入端耦接至耦合器件輸出側101-2接收頻率控制 信號Con，基於頻率控制信號Con，所述第一反相器109在輸出端輸出反相頻率控制信號;第 一 RS觸發器106，具有置位端」 S」、復位端」R」和輸出端」Q」，其中置位端」S」耦接至第一反 相器109的輸出端接收反相頻率控制信號，復位端」 R」耦接至峰值比較器107的輸出端接 收峰值電流控制信號Vp，基於反相頻率控制信號和峰值電流控制信號Vp，所述第一 RS觸發 器106在輸出端輸出邏輯控制信號111。[0026]本領域普通技術人員應該知道:在頻率控制信號Con高電平有效的實施例中，第一反相器109可省略；第一反相器109也可位於第一 RS觸發器106內部，即置位端為「§ 」， 該置位端」低電平有效。[0027]圖3示出了負載跳變時圖2所示隔離式電壓轉換電路20中的各信號的波形示意圖。其中，Iload代表負載電流，即為圖2中流過負載電阻RL的電流；OT1代表副邊功率開關Dl的通斷示意波形，並不是具體的信號波形，當副邊功率開關管Dl開通時，⑶I為高，當副邊功率開關管Dl關斷時，GDl為低；Gate代表邏輯電路108的輸出信號，也就是原邊功率開關Ml的門極/[目號，在圖2所不的實施例中，Gate為聞時，原邊功率開關Ml開通，Gate為低時，原邊功率開關Ml關斷；Vc為誤差信號；Vsaw為調製信號；Con為頻率控制信號。[0028]下面結合圖2和圖3來說明隔離式電壓轉換電路20的工作過程。在隔離式電壓轉換電路20穩定工作時，輸出電壓Vo保持不變。t0時刻，負載由重載向輕載跳變。此時輸出電壓Vo將略微上升，第一反饋信號Vfbl跟隨上升，導致誤差信號Vc上升。由於調製信號Vsaw的上升斜率是固定的，因此調製信號Vsaw上升至誤差信號Vc的時間增加，使第一比較器103輸出的第一比較信號的低電平時間增加。從而使第一開關M2的關斷時間增加。頻率控制信號Con在開關管M2關斷時為高，在開關管M2導通時為低電平脈衝，因此當負載由重載跳變為輕載時，輸出電壓的增大將使得頻率控制信號Con的高電平時間增加， 即頻率控制信號輸出低電平脈衝的間隔增加。頻率控制信號Con經過第一反相器109的反相後，置位第一 RS觸發器106，使邏輯控制信號111為高，即門極信號Gate為高，從而開通原邊功率開關Ml。頻率控制信號Con的低電平脈衝的間隔時間的延長，意味著原邊功率開關Ml的關斷時間增加。從而使得在一個開關周期內，輸入電壓傳遞到負載RL的能量減小， 以適應負載電流的下降。在tl時刻，負載由輕載跳變為重載，輸出電壓Vo下降，第一反饋信號Vfbl跟隨下降，則誤差信號Vc下降，使得第一開關M2的關斷時間減少，從而使得頻率控制信號Con的高電平時間縮短，即頻率控制信號輸出低電平脈衝的間隔減小。頻率控制信號Con經過第一反相器109的反相後，置位第一 RS觸發器106，使邏輯控制信號111為高，即門極信號Gate為高，從而開通原邊功率開關Ml。頻率控制信號Con的低電平脈衝的間隔時間的縮短，意味著原邊功率開關Ml的關斷時間縮短。從而使得在一個開關周期內， 輸入電壓傳遞到負載RL的能量增加，以適應負載電流的上升。[0029]由於在隔離式電壓轉換電路20中，當第一開關M2被斷開時耦合器件處於「空閒」 狀態。在空載和輕載狀態下，第一開關M2的斷開時間延長，相應地，耦合器件的「空閒」狀態時間也被延長。因此，耦合器件及其輔助電路(如電阻R2)的功耗大大降低，從而有效提高了隔離式電壓轉換電路的效率。[0030]圖4示出了根據本實用新型一實施例的原邊控制器204的電路結構示意圖。與原邊控制器201相比，所述原邊控制器204還具有第二反饋端FB2，耦接至第三繞組Lt的第一端接收第二反饋信號Vfb2，所述原邊控制器204中的邏輯電路108c還包括:負載檢測電路401,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中所述第一輸入端接收第二反饋信號 V fb2，所述第二輸入端接收門極信號Gate，基於第二反饋信號V fb2和門極信號Gate，所述負載檢測電路401在輸出端輸出負載檢測信號403 ;啟動控制電路402，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測信號V cs，基於電流檢測信號V cs，所述啟動控制電路在輸出端輸出啟動控制信號404。[0031]副邊控制器的電源端Vcc耦接至輸出端接收輸出電壓Vo作為供電電壓。在啟動時和輸出電壓Vo偏低時，副邊控制器可能由於供電不足而輸出錯誤的頻率控制信號Con。 此時，原邊控制器204採用啟動控制電路402控制原邊功率開關Ml的通斷，屏蔽副邊控制 器輸出的錯誤的頻率控制信號Con的控制。[0032]在一個實施例中，所述原邊控制器204還包括選擇器118，具有第一輸入、第二輸 入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動控制電路402接收啟動控制信號 404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收邏輯控制信號111，所述控制端接 收負載檢測信號403，基於負載檢測信號403，所述選擇器118將啟動控制信號404或邏輯 控制信號111耦接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關Ml。[0033]在一個實施例中，所述選擇器118包括單端雙擲開關(STOT)，所述單端雙擲開關 具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中其中所述第一輸入端耦接至啟動控制 電路402接收啟動控制信號404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發器的輸出端接收邏輯 控制信號111，所述控制端接收負載檢測信號403，當負載檢測信號403有效時，所述單刀 雙擲開關將啟動控制信號404耦接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關M1，當 負載檢測信號403無效時，所述單刀雙擲開關將第一 RS觸發器輸出的邏輯控制信號111耦 接至輸出端，作為門極信號Gate控制原邊功率開關Ml。[0034]在一個實施例中，所述負載檢測電路401包括:負載檢測比較器121，具有第一 輸入端(負輸入端)、第二輸入端(正輸入端)和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號 Vfb2，所述第二輸入端接收負載檢測基準信號Vref2，基於第二反饋信號Vfb2和負載檢測 基準信號Vref2，所述負載檢測比較器121輸出負載比較信號125 ;脈衝電路123，具有輸入 端和輸出端，所述輸入端接收門極信號Gate,基於門極信號Gate,所述輸出端輸出脈衝信 號124 ;鎖存器126，具有時鐘埠，信號輸入埠和輸出埠，所述時鐘埠耦接至脈衝電 路123的輸出端接收脈衝信號124，所述信號輸入埠耦接至負載檢測比較器121的輸出端 接收負載比較信號125，基於脈衝信號124和負載比較信號125，所述鎖存器126在輸出端 輸出負載檢測信號403。[0035]在一個實施例中，所述負載檢測電路401還包括延時電路120,具有輸入端和輸 出端，所述輸入端接收門極信號Gate，所述輸出端耦接至脈衝電路的輸出端。當門極信號 Gate關閉原邊功率開關M1，經過延時電路120預設的延時時間，脈衝電路123輸出脈衝信 號124。第二反饋信號Vfb2是第三繞組Lt上的電壓信號。當原邊功率開關Ml關斷後，副 邊功率開關管Dl開啟，此時第二反饋信號Vfb2跳變至輸出電壓Vo。副邊控制器202由輸 出電壓Vo供電。若是輸出電壓Vo較低(在電路啟動時期或是輸出電壓在正常工作時掉電)， 以至於副邊控制器202無法正常工作，則頻率控制信號Con可能是錯誤的。當副邊功率開 關導通時，第二反饋信號Vfb2與輸出電壓No成正比。在一個實施例中，當輸出電壓Vo較 低，以至於副邊控制器無法正常正作時，第二反饋信號Vfb2低於負載檢測基準信號Vref2， 負載檢測比較器121翻轉。在鎖存器接收到脈衝電路123輸出脈衝信號124後，將負載檢 測比較器121輸出的負載檢測比較信號鎖存住，輸出負載檢測信號403來指示輸出電壓Vo 的狀態。由上述描述可知，在每個開關周期中，負載檢測電路401都將檢測輸出電壓Vo，若 輸出電壓Vo低於一定值(第二反饋電壓Vfb2小於負載檢測基準信號Vref2),負載檢測信號 403將控制選擇器118將啟動控制電路輸出的啟動控制信號404作為門極信號Gate。延 時電路120的延時時間是為了鎖存器126鎖存的信號是在第二反饋信號Vfb2穩定的狀態下得到的。本領域普通技術人員應該知道，負載檢測基準信號Vref2和延時電路120的延 時時間可根據實際電路應用情況進行設置。[0036]在一個實施例中，啟動控制電路402包括:最大峰值比較器119，具有第一輸入端、 第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測信號Vcs，所述第二輸入端接收峰值 電流信號最大值Vlim_max,基於電流檢測信號Vcs和峰值電流信號最大值Vlim_max,所述 最大峰值比較器119在輸出端輸出最大峰值電流控制信號Vmp ;振蕩器114,輸出時鐘信號 Vosc ;第二 RS觸發器117，具有置位端「S」、復位端「R」和輸出端「Q」，所述置位端「S」耦接 至振蕩器114接收時鐘信號Vosc，所述復位端「R」耦接至最大峰值比較器119的輸出端接 收最大峰值電流控制信號Vmp,基於時鐘信號Vosc和最大峰值電流控制信號Vmp,所述第二 RS觸發器117在輸出端「Q」輸出啟動控制信號404。[0037]在一個實施例中，振蕩器114輸出的時鐘信號Vosc具有固定頻率fsjnax，即隔離 式電壓轉換電路的最大工作頻率。最大峰值比較器119將電流檢測信號Vcs與峰值電流信 號最大值Vlim_max相比較從而輸出信號來控制第二 RS觸發器117的置位端。[0038]根據本發明實施例的隔離式電壓轉換電路，包含啟動控制電路和負載檢測電路， 因此，在電路啟動時，能有效判斷電路情況，並啟用啟動控制電路，使系統在啟動過程中正 常工作。從而保證了系統在整個運行過程中的穩定性。[0039]雖然已參照幾個典型實施例描述了本實用新型，但應當理解，所用的術語是說明 和示例性、而非限制性的術語。由於本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離實用新 型的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求 所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型 都應為隨附權利要求所涵蓋。
權利要求1.一種隔離式電壓轉換電路，所述隔離式電壓轉換電路包括:變壓器、原邊功率開關、 副邊功率開關、原邊控制器、副邊控制器和耦合器件，其中所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關耦接，所述副邊繞組與副邊功率開關耦接， 所述耦合器件具有輸入側和輸出側，所述輸入側耦接所述副邊控制器，所述輸出側產生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原邊功率開關的通斷，其特徵在於，其中所述原邊控制器包括:峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測信號，所述第二輸入端接收峰值電流信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；邏輯電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號，所述第二輸入端接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號；啟動控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收反映流過原邊功率開關的電流的電流檢測信號，所述輸出端輸出啟動控制信號；負載檢測電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至第三繞組接收反饋信號，所述第二輸入端接收控制原邊功率開關的門極信號，所述輸出端輸出負載檢測信號；選擇器，具有第一輸入端，第二輸入端，控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動控制電路的輸出端接收啟動控制信號，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯控制信號，所述控制端耦接至負載檢測電路接收負載檢測信號，所述選擇器在負載檢測信號有效時輸出啟動控制信號，在負載檢測信號無效時輸出邏輯控制信號。
2.如權利要求1所述的隔離式電壓轉換電路，其特徵在於，其中所述邏輯電路包括第一 RS觸發器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號，所述復位端耦接至峰值比較器接收峰值電流控制信號，所述輸出端輸出邏輯控制信號。
3.如權利要求1所述的隔離式電壓轉換電路，其特徵在於，其中所述負載檢測電路包括:負載檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號，所述第二輸入端接收負載檢測基準信號，所述輸出端輸出負載比較信號；脈衝電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門極信號，所述輸出端輸出脈衝信號;鎖存器，具有時鐘端，信號輸入埠和輸出埠，所述時鐘埠耦接至脈衝電路的輸出端接收脈衝信號，所述信號輸入埠耦接至負載檢測比較器的輸出端接收負載比較信號， 所述鎖存器在時鐘端接收到脈衝信號後輸出負載檢測信號。
4.如權利要求1所述的隔離式電壓轉換電路，其特徵在於，其中所述啟動控制電路包括: 最大峰值比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收最大峰值電流信號，所述第二輸入端接收電流檢測信號，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號；振蕩器，輸出具有固定頻率的時鐘信號；第二 RS觸發器，具有置位端，復位端和輸出端，其中所述置位端耦接至振蕩器接收時鐘信號，所述復位端耦接至最大峰值比較器接收最大峰值電流控制信號，所述輸出端輸出啟動控制信號。
5.如權利要求Γ4任一項所述的隔離式電壓轉換電路，其特徵在於，其中所述副邊控制器包括:誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接表徵輸出電壓的第一反饋信號，所述第二輸入端接收誤差基準信號，所述輸出端輸出誤差信號；誤差比較器，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號，所述第二輸入端耦接調製信號，所述輸出端輸出第一比較信號;第一開關，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號，所述第一端提 供頻率調製信號。
專利摘要本實用新型提出了一種隔離式電壓轉換電路。所述隔離式電壓轉換電路包括變壓器、原邊功率開關、副邊功率開關、原邊控制器、副邊控制器和耦合器件，所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關耦接，副邊繞組與副邊功率開關耦接，所述耦合器件具有輸入側和輸出側，所述輸入側耦接所述副邊控制器，所述輸出側產生頻率控制信號，所述原邊控制器提供門極信號控制原邊功率開關的通斷，所述原邊控制器包括峰值比較器、邏輯電路、啟動控制電路、負載檢測電路和選擇器。
文檔編號H02M1/36GK202978708SQ20122020190
公開日2013年6月5日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者王斯然, 張軍明, 任遠程 申請人:成都芯源系統有限公司