[实用新型]隔离式开关变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路，尤其涉及隔离式开关变换器。

背景技术

隔离式开关变换器被广泛应用于各种离线供电及对安全性要求较高的场合。精准、高效、电磁干扰低、成本低的控制策略成为应用的必须。而且为了达到对向负载提供能量的精确调节，必须采用反馈控制。

图1示出了常用的采用辅助绕组来实现反馈的隔离式开关变换器100。在整流管D1导通时，变压器T1辅助绕组上的电压与开关变换器的输出电压Vout成比例。因此，可以通过检测辅助绕组上的电压来获得反馈信息。如图1所示，辅助绕组上的电压被检测以获得反馈信号FB，控制器基于反馈信号FB和代表初级电流Ipri的电流采样信号CS产生控制信号DRV1，以控制主开关管M1。

图1所示的反馈方式简单易行，然而，这种反馈方式也存在一些问题。首先，反馈信号FB在整流管D1导通时方能反映输出电压Vout。因此，即使在空载状态下(输出电流Iout约为0)，主开关管M1仍需被导通，从而将次级整流管D1导通，以使反馈信息能被提供至控制器。这无疑限制了开关变换器100的空载效率。

其次，在轻载状态下(输出电流Iout小于预设阈值)，开关变换器100通常工作于电流断续模式，开关变换器的工作频率很低。图2为图1所示隔离式开关变换器100在轻载状态下的工作波形图。如图2所示，当变压器T1中储存的能量被全部传送至负载，即次级电流Isec减小至零后，反馈信号FB持续等于0而无法反映负载状态信息。若此时负载突然增大(例如在图2所示的t1时刻)，开关变换器将无法及时响应，从而导致输出电压Vout上出现下冲。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提高隔离式开关变换器的空载效率，并改善隔离式开关变换器在轻载状态下的瞬态响应。

根据本实用新型实施例的一种隔离式开关变换器，包括：变压器，具有初级绕组、次级绕组和辅助绕组，其中初级绕组耦接以接收输入电压，次级绕组耦接以提供输出电压至负载；初级开关管，耦接至变压器的初级绕组；次级开关管，耦接至变压器的次级绕组；反馈电路，耦接至变压器的辅助绕组，产生指示开关变换器输出电压的反馈信号；初级控制器，产生初级控制信号以控制初级开关管，包括：初级模式选择电路，产生初级模式选择信号；第一初级控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至初级模式选择电路以接收初级模式选择信号，第二输入端耦接至反馈电路以接收反馈信号，第一初级控制电路基于初级模式选择信号和反馈信号，在输出端产生第一初级控制信号；第二初级控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收初级模式选择信号，第二输入端接收代表初级电流的初级电流采样信号，第二初级控制电路基于初级模式选择信号和初级电流采样信号，在输出端产生第二初级控制信号；以及初级逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一初级控制电路的输出端以接收第一初级控制信号，第二输入端耦接至第二初级控制电路的输出端以接收第二初级控制信号，初级逻辑电路基于第一初级控制信号和第二初级控制信号，在输出端产生初级控制信号；次级控制器，产生次级控制信号以控制次级开关管，包括：次级模式选择电路，产生次级模式选择信号；第一次级控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至次级模式选择电路以接收次级模式选择信号，第二输入端接收次级开关管的端电压，第一次级控制电路基于次级模式选择信号和次级开关管的端电压，在输出端产生第一次级控制信号；第二次级控制电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和输出端，其中第一输入端耦接至次级模式选择电路以接收次级模式选择信号，第二输入端接收次级开关管的端电压，第三输入端接收代表负的次级电流的次级电流采样信号，第四输入端接收代表开关变换器输出电压的输出电压采样信号，第二次级控制电路基于次级模式选择信号、次级开关管的端电压、次级电流采样信号和输出电压采样信号，在输出端产生第二次级控制信号；以及次级逻辑电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一次级控制电路的输出端以接收第一次级控制信号，第二输入端耦接至第二次级控制电路的输出端以接收第二次级控制信号，次级逻辑电路基于第一次级控制信号和第二次级控制信号，在输出端产生次级控制信号。