[发明专利]具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法

说明书

一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括有开关电源控制器，控制开关变换器将一输入电压转化为一输出电压反馈电路，生成反馈信号表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，生成电源电压，该电源电压由开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成，主动式假性负载，接收并根据反馈信号，决定是否接入到电源电压和系统地之间。

技术领域

本发明涉及电子电路，具体涉及一种具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法。

背景技术

在当前环保节能的重要性不断提升的大背景下，目前对电源效率的要求越来越高。当前的开关电源在工作过程中，主要依靠反馈回路，对负载和输出变化进行控制，以确保输出的稳定。

当开关电源的负载处于待机状态时，对开关电源每一周期的能量需求很小，为了提高这一场景下开关电源的效率，现有技术经常采用的一种方式是调整开关电源的工作频率，使开关电源工作于脉冲频率调制(PFM)模式。当负载处于待机状态时，开关电源的工作频率对应降低，工作周期延长，以适应当前负载的输出需求。

然而，采用PFM模式控制的开关电源，在面对不同的应用场景时，往往也因为各种原因需要设定一个最大的开关周期(即最小开关频率)。例如，对于原边控制型的反激式变换器，为了保证反馈回路对电源输出端的瞬态响应能力，需要设置最小开关频率。当负载对能量的需求小于最大开关周期内所输出的能量，开关电源输出端上无法消耗掉的就会使得输出电压逐渐不断变大，令电源系统失效。为了避免这种极端情况的发生，常见的处理方式是在输出端接入一个假性负载(dummy load)。使得负载极低甚至为零的情况下，开关电源在输出端能够及时消耗掉多余的能量，确保输出的稳定性。

假性负载同样也应用于过压保护领域，在输出电压因不明原因异常升高时，通过接入假性负载，可以在一定程度上，减缓过压破坏以保护其他负载。

但是，在负载正常的情况下，假性负载的存在，会额外消耗能量，使得电源系统的效率降低。同时，现有技术中的假性负载在接入时，接入位置往往位于输出端，此处的参考地电位和系统地电位不同，因此必须采用分立元件完成而无法集成进入系统内部，不仅增加了物料成本，也使得系统芯片封装时，需要预留相应的管脚进行控制。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，提出了具有主动式假性负载的开关电源系统及控制方法。

在本发明的第一方面，提出了一种具有主动式假性负载的开关电源系统，包括：开关电源控制器，输出一个开关电源控制信号；开关变换器，接受所述开关电源控制信号的控制，将一输入电压转化为一输出电压；反馈电路，连接到所述开关变换器，形成反馈信号，所述反馈信号能够表征所述输出电压的值；电源电压生成电路，耦接所述开关变换器，用于生成电源电压，其中，所述电源电压由所述开关变换器工作时所传递的能量的一部分生成；主动式假性负载，接收所述反馈信号，所述主动式假性负载根据所述反馈信号，决定是否接入到所述电源电压和所述系统地之间。

在某些实施例中，所述主动式假性负载包括：主动负载控制信号发生器，接收所述反馈信号，根据所述反馈信号，生成至少一个主动负载控制信号；主动负载，耦接所述主动负载控制信号发生器，接收所述至少一个主动负载控制信号，在所述至少一个主动负载控制信号提示满足主动负载工作条件时，选择性地将所述主动负载接入到电源电压和系统地之间，而在所有主动负载控制信号均提示不满足主动负载工作条件时，同电源电压和系统地断开。

进一步的，在一些实施例中，所述主动负载控制信号发生器包括，误差放大器，接收所述反馈信号，生成误差放大信号；一组或并联多组比较器单元，每个比较器单元分别具有正相输入端，反相输入端和输出端，其中，每个正相输入端接收所述误差放大信号，每个所述反相输入端分别接收一个参考信号，每个输出端的各自输出一个主动负载控制信号，其中，在存在并联多组比较器单元时，每个参考信号各不相同，使得每个主动负载控制信号所代表的主动负载接入条件不同。