[发明专利]一种开关电源输出电压的采样反馈电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压信号的反馈电路，尤其涉及一种开关电源输出电压的采样反馈电路。

背景技术

电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，开关电源在电源技术中占有重要地位，现代电源大都采用此项技术，其优点是降低原材料消耗，小型化，系统动态反应快，效率高，有效抑制噪声污染。

当今绝大部分开关电源都是采用PWM脉宽调制技术，先对市电进行基本的整流滤波，把交流信号变为直流。而后通过开关器件的高频开关动作，把该直流电压转变为高频的交流电压，利用变压器的隔离和耦合作用，在电源输出侧感应出一隔离的高频交流电压，并对之进行整流滤波，产生对负载提供的直流电压。

为使输出直流电压稳定，必须对该电源输出电压的误差信号进行采样与放大，并反馈到输入端，通过PWM比较器，改变开关器件导通截止的占空比，完成一个负反馈来调节输出电压的稳定性，控制输出电压纹波的大小。

本发明是一个开关电源输出电压的采样反馈电路，能够把输出电压偏离稳压值的误差信号采样放大，并通过光藕的隔离，反馈到电源输入端。该电路可广泛地应用在各种开关电源设备中，其产生的反馈信号能够很好地反映误差信号，进而精确控制开关电源中开关器件的占空比，起到稳定输出电压的作用。

比如图1中一种单端正激结构的电源，Vin是市电整流滤波后的直流电压，MOS管起到开关的作用，它的高频开关动作会使变压器原边绕组上产生一高频交流电压。利用变压器的耦合作用，在副边会感应出一高频交流电压，通过二极管和电容的整流滤波，产生一直流电压Vo供给负载。如果MOS管开关的占空比恒定，则在Vin或负载变化的时候，Vo不能稳定，这就需要通过电压采样反馈电路把Vo的误差扰动信号放大并反馈到开关电源的输入侧。通过PWM调制器，把该反馈信号与一恒定频率和伏值的三角波进行比较，输出一个占空比可以调节的方波信号，再经过功率驱动电路，控制MOS管开关的占空比，对电源输出电压Vo进行调节，由于这是一个负反馈的过程，所以Vo可以稳定在一定要求范围内。

在开关电源中，输出电压采样反馈电路是很关键的部分，它的设计直接影响到整个电源系统的稳定性与性能，当今开关电源系统对其反馈电路的要求基本为：

1、具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性；

2、很高的输出电压精度；

3、能够实现输入输出的电气隔离。

在开关电源发展过程中，输出电压反馈电路产生了多种结构与变形，主要可以归结为以下几种：

(1)从当今的应用上来说，最简单的结构就是采用电阻分压，但该结构不能做到电气隔离，且精度较低，不能改变放大倍数及进行频率补偿，稳定性差。所以这种方法已经很少使用。

(2)现在有少部分电源采用运放进行误差放大反馈，但这种方法仍然不能做到电气隔离，且对运放要求较高。

(3)采用变压器辅助绕组进行电压采样反馈的电路虽然能够实现电气隔离，但当电源的负载变化较大时，稳压效果很差。而且该电路的反应速度较慢，不能适应高频的开关电源。

(4)线形稳压器TL431结合光耦隔离是现在中小功率开关电源中采用最多的电压反馈电路。但因为tl431耐压只有40V左右，如果开关电源的输出电压较高，就算采用电阻分压，也常常会在开机时被尖峰电压损坏。所以需要添加辅助绕组提供光藕和tl431的工作电压，这就增加了变压器绕制的复杂性，并且在某些应用中会干扰到主输出回路的绕组。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明提出了结构简单，稳定性强的一种开关电源输出电压的采样反馈电路。

本发明采用如下技术方案：

一种开关电源输出电压的采样反馈电路，包括电压采样电路、误差放大电路、隔离转换电路，开关电源的输出电压Vo通过电压采样电路的电压信号输入端输入，进行分压得到采样信号，且电压输入信号Vo同时作为误差放大电路的供电，采样信号通过误差放大电路的采样信号输入端输入，转换为电流型误差信号输出到隔离转换电路的误差电流信号输入端，进行电气隔离得到反馈输出信号Vfb。

所述的电压采样电路包括滑动变阻器VR1，电阻R5和电阻R6，电阻R6的一端作为电压信号输入端，接电压输入信号Vo，另一端与滑动变阻器VR1、电阻R5的一端串联，电阻R5的另一端接地，滑动变阻器VR1的抽头作为电压采样电路的采样信号输出端与误差放大电路的采样信号输入端连接。