[实用新型]一种原边控制式的功率开关及交流-直流变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源变换领域，尤其涉及一种原边控制式的功率开关及使用该功率开关的交流-直流变换器。 

背景技术

所谓原边控制式(简称PSR)就是通常的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)方案，即省去光耦及副边恒压恒流控制器，只采用变压器原边的专用集成电路就能实现对输出电压的恒压恒流控制。PSR方案的技术正在逐渐成熟，在输出功率20瓦以内的交流-直流变换中，正逐渐取代带光耦的副边方案。 

原边控制式的功率开关，则是将功率器件与PSR控制器集成到一个封装内，就能进一步减少系统方案的元件数，以适应高性能、小尺寸、易生产、低成本的市场要求。 

根据PSR方案内置控制器的工作模式划分，可以将原边控制式的功率开关分为两类，即内置PWM(脉冲宽度调制)控制器的功率开关和内置PFM(脉冲频率调制)控制器的功率开关。内置PWM控制器的功率开关，其工作频率固定，不利于提高系统转换效率，难以满足越来越高的国际能效标准。内置PFM控制器的功率开关，由于其工作频率随着负载减轻而线性降低，因此平均效率高，容易满足主流国际能效标准。但是，简单模式的内置PFM控制器的功率开关的缺点在于，由于其工作频率随着负载减轻而线性降低，就容易使轻载时开关频率处于几百赫兹到20KHZ之间，正好落入人耳朵的听觉范围，产生难以忍受的音频噪音。 

如图1中所示，图1是现有技术中内置PFM控制器的功率开关系统的噪音测试数据图。在该功率开关系统满载的40％以下时，所发出的噪音不能被多数人接受。据测试，正常人能接受的噪音标准是-51dB以下。 

有鉴于此，现有技术中亟需要一种新的内置PFM控制器的功率开关系统，该系统既抑制较轻负载条件下的音频噪音，而又保持基本PFM的主体控制模式。 

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种原边控制式的功率开关及使用该功率开关的交流-直流变换器，能提升较轻负载下的开关频率，抑制音频噪音，并同时实现平 均转换效率高，满足各项能效标准。 

为了实现上述发明目的，本实用新型提供一种原边控制式的功率开关，包括：脉冲频率调制控制器及功率晶体管，该脉冲频率调制控制器包括噪音抑制模块、线电压补偿模块以及峰值电流控制模块；该噪音抑制模块与该峰值电流控制模块连接以形成一分段峰值电流；该线电压补偿模块用以实现恒流应用时不同线电压下输出电流一致。 

更进一步地，该峰值电流控制模块为一峰值电流比较器，该峰值电流比较器与该功率晶体管的基极连接。 

更进一步地，该噪音抑制模块包括一与CPC管脚连接的逻辑控制电路用于产生一控制信号，该控制信号通过一控制开关与该峰值电流控制模块连接。 

更进一步地，该控制开关与该峰值电流控制模块之间还包括一第一电阻。 

更进一步地，该线电压补偿模块包括与FB管脚连接的第一外接电阻和第二外接电阻，该第一外接电阻和第二外接电阻与变压器辅助绕组连接。 

更进一步地，该线电压补偿模块通过第二电阻与该峰值电流控制模块连接；该FB管脚与第三电阻连接，该第三电阻接地。 

更进一步地，该功率晶体管是双极型三极管或场效应管。 

本实用新型同时公开一种交流-直流变换器，包括： 

电源； 

变压器，具有耦合到该变压器的主级绕组，该开关用于接收控制信号以开启或关闭主级绕组中的电流； 

输出整流二极管； 

以及前述原边控制式的功率开关。 

更进一步地，该输出整流二极管导通期间，该变压的辅助绕组通过感应副边线圈电压以获得输出电压信息，该输出电压信息被该功率开关的FB管脚的外接第一反馈电阻和第二反馈电阻取样。 

更进一步地，该交流-直流变换器还包括一RCD吸收回路，用以吸收功率晶体管关断时因变压器漏感和分布电容产生的尖峰电压。