[发明专利]一种反激式功率转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关模式的反激式功率转换器，尤其涉及一种基于变压器原边采样的反激式功率转换器。

背景技术

反激式功率转换器作为开关电源的一个重要组成部分，广泛应用于电池充电器、电源适配器等诸多领域。反激式功率转换器通常包括脉冲宽度调制控制器、开关MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、变压器和反馈控制电路。其中该反馈控制电路的目的在于感应变压器次级输出端的电压或电流，并且通过隔离器件(例如光耦合器)将反馈信号输送至脉冲宽度调制控制器，从而稳定输出电压或电流。随着社会的不断发展，现有的反激式功率转换器，越来越多的集中于体积更小、成本更低、效率更高等方面的研究。

图1为现有的反激式功率转换器的电路原理图。尽管这一结构具有很高的输出精度和动态调整率，但是较多的外部元件(尤其是光耦合器和稳压器)无形中占据较多的空间，而且也增加了制造成本。

在现有技术中，在不消除光耦合器和次级反馈电路的情况下，很难降低反激式功率转化器的尺寸和制造成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种反激式功率转换器，在不设置光耦合器和反馈电路的情况下，依然能够保证反激式功率转换器的输出精度，有效的简化反激式功率转换器的结构。

为了达到上述目的，本发明提供一种反激式功率转换器，包括：一变压器、第一整流器D1、第二整流器D2、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、一开关晶体管、以及一用于提供控制信号以驱动所述开关晶体管的栅极的脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器，其中

所述变压器包括：初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述初级绕组的一端接所述反激式功率转换器的电源输入端Vin，所述初级绕组的另一端接所述开关晶体管的漏极，所述开关晶体管用于控制所述初级绕组上的电压；所述次级绕组的一端接地，所述次级绕组的另一端接所述第二整流器D2的阳极；所述辅助绕组的一端接地，所述辅助绕组的另一端接第二电阻R2的一端；

所述第一整流器D1的阳极接所述辅助绕组，所述第一整流器D1的阴极接所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器的电源输入端VDD，所述第一电阻R1的一端接所述反激式功率转换器的电源输入端Vin，所述第一电阻R1的另一端接所述电源输入端VDD，所述第一电容C1的一端接所述电源输入端VDD，所述第一电容C1的另一端接地；

所述第二整流器D2的阴极接所述反激式功率转换器的输出端Vout，所述第二电容C2连接于所述反激式功率转换器的输出端Vout和地之间；

所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地，所述第二电阻R2和第三电阻R3的公共端接所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器的反激电压检测输入端INV；

所述开晶体管的栅极接所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器的输出端GD，所述开关晶体管的源极和所述第四电阻R4的一端分别接所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器的电流检测输入端CS，所述第四电阻R4的另一端接地。

优选的，所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器包括：采样控制器，接所述反激电压检测输入端INV，用于采样所述次级绕组反射到辅助绕组上的电压值；

脉冲频率调制控制器，与所述采样控制器连接，用于利用所述采用控制器采样到的电压值生成所述开关晶体管的开关频率；

断续传导模式控制器，分别与所述采样控制器和所述开关晶体管的栅极连接，用于通过采样所述开关晶体管的导通时间和所述变压器的去磁时间的总和，根据所述总和控制所述晶体管的开关周期，以防止所述反激式功率转换器工作于连续传导模式；

误差放大器，与所述采样控制器连接，用于比较所述采样控制器采样得到的电压值相对于基准电压值的误差，并将所述误差进行放大处理后输出；

脉冲宽度调制比较器，与所述误差放大器连接，用于将所述误差放大器的输出和所述第四电阻R4上的压降进行比较，生成脉冲宽度调制信号；

逻辑控制器，与所述误差放大器和所述脉冲频率调制控制器连接，用于根据所述脉冲频率调制控制器、所述断续传导模式控制器、所述脉冲宽度调制比较器和所述过流保护控制器的输出信号，生成控制所述开关晶体管的控制信号，所述逻辑控制器的输出接所述输出端GD。

优选的，所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器还包括：

电源控制模块，接所述电源输入端VDD，用于控制所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器的供电。

优选的，所述脉冲频率调制和脉冲宽度调制控制器还包括：