[发明专利]生成辅助电源电压的阻尼电容器

说明书

技术领域

本发明涉及为电路供电的低功率电源。

背景技术

开关电源，例如，脉冲宽度调制电源可包括输出级，该输出级具有隔离变压器的初级绕组。变压器初级绕组以非隔离方式被耦合到市电电源电压。隔离电源电压产生自在隔离变压器的次级绕组中形成的电压。通常，阻尼电容器(snubber capacitor)被耦合到初级绕组用以减少在初级绕组处形成的电压的反激电压部分的变化率。

形成脉冲宽度调制器的集成电路(IC)控制输出级的开关操作。为了其操作，该IC需要被辅助的非隔离电源电压所供电。非隔离电源电压能够在需要提供相对低功率的电源中生成。希望能够从已经在变压器的初级绕组中生成的非隔离电压中生成非隔离电源电压。

在实施本发明的一方面的过程中，与初级绕组耦合的阻尼电容器被用于生成电容耦合的充电电流。电容耦合的充电电流被与滤波或电荷存储第二电容器耦合，用以在第二电容器中生成用于给IC供电的非隔离电源电压的第一部分。

在实施本发明的另一方面的过程中，在输出级的开关周期的一部分期间，阻尼电容器被耦合到电感器以形成谐振电路。该谐振电路在第二电容器中生成用以给IC供电的非隔离电源电压的第二部分。

在实施本发明的又一方面的过程中，开关分流晶体管通过有选择地中断电流(否则，该电流将对第二电容器充电)来对低电压电源电压进行稳压。

发明内容

包含创造性特征的一种电源包括输入电压源，该输入电压源与变压器的第一绕组相耦合。输出开关晶体管响应于第一开关控制信号并与第一绕组相耦合，用以在所述第一绕组中产生电流，该第一绕组被变压器耦合(transformer-coupled)到所述变压器的第二绕组，以生成对第一负载电路供电的第一输出电源电压。在第一开关控制信号的周期的第一部分期间，输出开关晶体管中断第一绕组电流，并且在所述第一绕组中生成反激电压；第一电容器被耦合到第一绕组和第二电容器以形成阻尼电容网络，该阻尼电容网络减少反激电压的变化率并在所述第一和第二电容器中的每一个中生成电容性电流。电容性电流在第一和第二电容器中的每一个中存储对应的电荷，该电荷在所述第二电容器中形成第二电源电压的第一部分。第二电源电压被耦合到第二负载电路。在周期的第二部分期间，电感器通过输出开关晶体管的操作被耦合到所述第一电容器，以与第一电容器一起形成谐振电路，该谐振电路用以从存储在第一电容器的电荷中生成谐振电流。该谐振电流耦合到第二电容器。谐振电流在第二电容器中存储电荷，用以形成第二电源电压的第二部分。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的电源100。

图2a、2b和2c示出了与图1中的电路100的操作相关联的波形；以及

图3a、3b和3c分别示出了与图2a、2b和2c相同的但在已扩展的时间量度中的波形。

具体实施方式

图1描绘了体现本发明的一方面的电源100。在市电滤波电容器C1中形成从未示出的市电电源电压生成的直流(DC)输入供电电压DCin，并将其施加到隔离变压器T1的初级绕组W1的输入端101和初级侧非隔离参考电势GND之间。绕组W1的第二端102被耦合到开关输出晶体管Q1的漏极端。晶体管Q1的源极端103被耦合到电流抽样电阻R1以生成电流抽样信号CS，该信号指示在晶体管Q1中流动的电流。电阻R1被耦合在端子103和初级侧参考电势GND之间。

信号CS被耦合到传统的占空比调制器集成电路(IC)U1。IC U1以传统的方式运行于电流模式控制中。IC U1产生占空比已调制控制信号Drv，该信号耦合到晶体管Q1的栅极端。晶体管Q1和变压器T1以传统方式从与绕组W1变压器耦合的电压生成第一输出电源电压Vout。电压Vout与初级侧参考电势GND相隔离，并参考隔离的次级侧参考电势GND-ISOLATED。输出电源电压Vout以传统方式根据占空比已调制控制信号Drv被控制。

形成于电容器C3中的反馈信号FB是参考初级侧参考电势GND的。信号FB以传统方式生成于光耦合器U2中。信号FB指示第一输出电源电压Vout的大小。反馈信号FB以传统负反馈方式生成占空比已调制控制信号Drv的占空比变化。电源电压DCin也经由启动电阻R3被耦合到IC U1从而以传统方式生成用以发起启动操作的启动电压HV。

图2a、2b和2c示出了与图1中的电路100的操作相关联的电流或电压波形。图3a、3b和3c示出了分别与图2a、2b和2c相同的电流或电压波形，但是其显示在已扩展的时间量度中。在图2a、2b和2c、图3a、3b和3c以及图1中的相似的符号和数字指示相似的项目或功能。