[实用新型]具有改进结构的开关电源调节器

说明书

本实用新型涉及一种开关电源调节器，具体地说，是一种可以消除开关电源边界条件工作(即单机空载工作状态进行软件开关机或整机系统空载工作状态进行整流器手动开关机)时输出过高的反馈环调节器。

一般常用的开关电源电压反馈环调节器(后接电流内环电路)如图1所示，该调节器1设有给定值输入端12、反馈量输入端10和调节输出端14，开关电源中的控制给定单元对调节器1的输入端12输入给定电压Vg和由其输出采样单元向反馈量输入端10输入反馈电压Vf，经调节器1的误差运算后由输出端14输出Vout电压，使脉宽调制(PWM)单元改变脉宽去控制开关电源输出电压，使处于稳定状态。由图1可见，调节器1包括运算放大器D₁和由电阻R₃和电阻R₂串联而成的控制给定输入回路，电阻R₃的自由端接给定值输入端12，而电阻R₂的自由端接控制给定输入回路的接地端11，并自它们的分压接点13经电阻R₁与该运算放大器D₁的负输入端连接，又自给定值输入端12和反馈量输入端10分别由电阻R₄和电阻R₅与该运算放大器D₁的正输入端连接，还有由电阻R_f和电容C₁串联成的负反馈网络连接该运算放大器D₁的负输入端和输出端14，实际上它是一只比例一积分型调节器，其性能参数有宽广的调节范围，对简化控制系统的设计、调试和参数整定提供了方便，特别是其低频特性几乎能使系统成为无静差的调节系统，这些特点，对开关电源而言，当整流器处于稳定工作状态时，调节器1输出电压恒定，整流器的输出电压保持不变；当开关电源输出电压变化时，输出反馈电压Vf也发生改变，但是，给定电压Vg并未变化，因此，调节器1根据产生的误差电压调整其输出电压Vout，从而改变脉宽调制单元的输出脉宽，使开关电源输出电压保持稳定。

但实用中，在单机空载工作状态进行软件开关机操作或整机系统空载工作状态进行整流器开关机操作时，单机或整机系统会出现输出电压过高的现象，导致单机或整机系统不能正常工作。

然而，在上述状态下，电网电压并没有发生变化，因此，只有调节器1自身的原因使输出电压增加，才改变脉宽调制单元的输出脉宽，以致出现开关电源输出电压增高的现象。从电路的工作状况来看，尽管此时整流器的给定电压Vg为零，但由于并联输出的关系，整流器的反馈电压Vf仍然保持不变。

当调节器1工作在上述状态时，运算放大器D₁的正、负输入端电压均在零伏左右，尽管调节器1的负输入端的电平比正输入端的电平略高，但运算放大器D₁先输出低电平，然后又输出高电平，运算放大器D₁处于不稳状态，不能保证输出电压的稳定。查阅相关器件手册可知，运算放大器D₁的正、负输入端的电压处于其要求输入电压的边界范围，因此，不能保证其处于稳定工作状态。

本实用新型的目的在于提供一种具有改进结构的开关电源调节器，使之可以消除开关电源边界条件工作时出现输出电压过高而导致关机的故障。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型适用的开关电源调节器以传统的反馈环调节器为基础，对其输入回路加以改进，使其运算放大器的正、负输入端电压由零伏左右调整为一固定电压；且此电压被限定在该运算放大器的输入工作范围之内，使开关机操作时，调节器工作稳定。

如上所述，本实用新型是这样实现的，其包括用于开关电源的常用型调节器，如图1所示的输出反馈环调节器，该调节器中含有一运算放大器、和设有给定值输入端、控制给定输入回路中的分压接点与其接地端，特点是，还在运算放大器的正、负输入端间设箝位器和在该控制给定输入回路的分压接点上接设一偏置电路。这样，该运算放大器的正、负输入端被限定在某一固定电压，此电压被严格控制在该运算放大器工作范围之内，使当开关电源边界条件工作时，不会出现因输出过高而导致关机的故障。

进一步，上述的箝位器是在该运算放大器的正、负输入端并联一对反接的二极管，且该二极管均为极间电容≤2.0pF和反向电流≤5.0μA，这进一步明确该运算放大器的正、负输入端间电压差被箝位在一个二极管的正向压降之内。