[发明专利]具有输入补偿的输出限流控制装置

说明书

技术领域

本发明为一种脉波宽度调整控制器具有输入电压高低补偿的输出限流控制，能确保输入电压高低不同时输出过电流限制点趋于一致性，能降低电源供应器电路成本与简化PCB电路板的布局。 

背景技术

如图1所示，为公知的返驰式电源供应器。开启电源后，输入电源VIN开始提供电力输入，首先经电阻R1提供微小电流对电容C2缓缓充电。当电容C2的电压达到动作电压VH，即电源电压VCC接脚(VCC pin)的电压达到动作电压VH后，比较器UVLO输出低准位信号以释放振荡电路OSC。此时，振荡电路OSC开始动作，输出脉冲信号到SR正反器的输入端S，SR正反器接收振荡电路OSC的脉冲信号后输出代表高准位的脉波信号到驱动电路DRIVER，而使驱动电路DRIVER驱动功率晶体管Q1的闸极使功率晶体管Q1导通(turn on)。一次侧电流开始由输入电源VIN流向变压器T1的一次侧、功率晶体管Q1和电流侦测电阻R2回到一次侧直流电源VIN的负极(即，接地)。当一次侧电流流经电阻R2所产生的电流侦测电压信号大于分压器DIVIDER所提供的参考电压时，导通周期控制比较器COMP输出代表高准位的重设信号到SR正反器的输入端R，此时驱动电路DRIVER输出转为低准位以停止功率晶体管Q1的导通。 

在功率晶体管Q1导通(turn on)期间，变压器T1的二次侧因为绕组与输出整流二极管D2极性相反之故，无法传递能量到输出端VO而暂时将能量将储存于变压器T1中，功率晶体管Q1停止导通(turn off)后变压器T1各绕组极性即刻反转，此时二次侧绕组与输出整流二极管D2极性转变成正向而原储存于变压器T1中的能量被释放到输出端VO，提供连接输出端VO的负载与输出电容C3充电所需的电流。变压器T1中的储存能量释放完毕时二次侧绕组流经输出整流二极管D2的电流截止，输出电容C3释放储存的电荷以继续供应电流给输出端VO维持所需的负载电流。 

接着，功率晶体管Q1维持截止(turn off)状态待下个周期振荡电路OSC再输出脉冲信号到SR正反器的输入端S后使功率晶体管Q1再度开启成导通状态。如此周而复始，使输出电压VO逐渐提高，光耦 合器PH1也开始产生输出电压侦测电流，使分压器DIVIDER输出至比较器COMP正输入端(non-inverting input)的电压准位下降。如此，每周期的最大导通电流(通过电阻R2产生电流侦测信号至比较器COMP负输入端)开始减少，以减少传送输出端V0的能量。直至每个周期变压器T1一次侧所储存的能量1/2LI^2(L为变压器的电感，I为每个周期导通电流的最大值)等于负载所需的能量而达到稳定。因此，整体电路由这样的回授控制呈现稳定的开关动作，达到输出稳压的目的。 

此公知的返驰式电源供应因为没有输入补偿及输出限流装置而仅靠电流侦测电阻R2保护，当发生过载情况时，会产生输出端过流的情况，其动作特性曲线如图2所示。于图2中，B点代表规格上的最大额定输出功率，而实际电路设计的最大输出功率Pmax的保护点C点会略大于最大额定输出功率。当变压器T1的二次侧所需的功率超过保护点C代表的功率(例如：负载毁损短路、人误触二次侧)时，由于功率输出(Pmax＝Vo*Io)以达最大而无法再提高的情况下，造成二次侧的输出电压Vo下降而输出电流Io上升。而输出电压Vo和提供电源电压VCC接脚的电压间为定比例(即次极绕组与辅助绕组的线圈比)关系，输出电压Vo的下降会使电源电压VCC接脚的电压也跟着下降。当提供电源电压VCC接脚的电压低于电压VL时，如图2所示的电流折返点D，振荡电路OSC停止输出脉冲信号，电源供应器进入保护状态停止输出能量。其中过载状态下的路径CDG为低输入电源VIN的情况(例如：输入电源VIN的来源为90V的AC市电)；而在高输入电源VIN的情况(例如：输入电源VIN的来源为264V的AC市电)，由于其最大输出功率Pmax在实际运作时会略高于低输入电源VIN的情况，过载状态下的路径为路经EFG。 

如上所述，在过载的情况，输出电流Io会先大幅增加然后归零，将产生输出过电流大于满载电流甚多的不利情形，必须提高变压器T1、输出二极管D2、输出电容C3耐电流规格，因此增加电源供应器成本。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一具有输入电压高低补偿的输出限流控制的脉波宽度调整控制器，能确保输入电压高低不同时输出过电流限制点趋于一致性，使电源供应器电路设计可以不用因考虑输出过电流而采用较高规格元件或另增加额外的输出限流电路来保障元件无损坏危险发生，因此能降低电源供应器电路成本与简化PCB电路板的布局。