[发明专利]支持宽输出电压范围的反激式开关电源及充电方法

说明书

本申请涉及一种支持宽输出电压范围的反激式开关电源及充电方法，属于电源技术领域，该反激式开关电源包括电源电路、第一误差放大器、第二误差放大器、脉冲宽度调制电路、反相器、延时调整电路、驱动电路、与门电路以及控制开关；可以解决反激式开关电源输出电压发生变化时，开关电源芯片工作电压不足或过高的问题；由于可以通过时分复用技术为电源芯片供电，灵活地利用线圈上的能量，当副边线圈导通时，线圈上的能量首先用于提供电源输出；当辅助线圈导通时，线圈上剩余的能量用于为原边的开关电源芯片提供工作电压；避免开关电源芯片对线圈能量的浪费。本申请输出范围较宽，工作原理简单，方便实现。

技术领域

本申请涉及一种支持宽输出电压范围的反激式开关电源及充电方法，属于电源技术领域。

背景技术

近年来，由于电子产品的种类增多，通用的充电器成为一种必然趋势，支持功率传输协议(USB Power Delivery，USB-PD)协议的充电器可满足该需求。该充电器可通过Type-C连接器对手机、笔记本、平板等终端进行快充(最大功率100W)。同时，当终端不支持快充或未采用Type-C连接器时，支持宽输出电压范围的充电器也可以对终端进行小功率充电，因此支持宽输出电压范围的充电器允许很宽的输出电压范围。反激式开关电源由于其安全性高、成本低以及外围电路简单等优点，应用十分广泛。

在典型的反激式开关电源中，开关电源芯片的供电一般来自辅助线圈的感应电压，因为系统总是试图保持输出电压稳定，辅助线圈的感应电压因与输出线圈同相而受制于副边线圈的电压，在最低输出电压下(例如USB PD充电器工作于初始5V输出电压时)，需要对应且足够的辅助线圈电压，以免供电不足；当反激式开关电源输出电压较高时(例如USB PD充电器工作于20V输出电压时)，辅助线圈上的感应电压也势必变得很高，为保证芯片供电在允许的范围内，辅助线圈上的感应电压需要采取必要的限制措施(例如使用一个串联稳压器)使芯片供电电压不高于允许的电压值，这将会浪费掉一部分线圈能量，从而导致降低反激式开关电源效率，增大反激式开关电源功耗，同时串联稳压电路也产生较大发热。

本发明提供一种支持宽输出电压范围的反激式开关电源，该电源仅需要增加一个简单的控制电路，便能满足电源在输出电压范围扩大后，该电源芯片也能够通过辅助线圈上的感应电压，得到一个正常的工作电压。

发明内容

本申请提供了一种支持宽输出电压范围的反激式开关电源及充电方法，可以解决电源输出电压发生变化时，开关电源芯片工作电压不足或过高的问题；本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种支持宽输出电压范围的反激式开关电源，所述支持宽输出电压范围的反激式开关电源包括开关电源芯片，所述开关电源芯片包括：

用于产生所述开关电源芯片内部工作用低压电压的电源电路；

第一同相输入端与所述电源电路的第一电源输出端相连、第一反相输入端引出所述开关电源芯片的第一引脚的第一误差放大器；

第二同相输入端与所述电源电路的第二电源输出端相连、第二反相输入端引出所述开关电源芯片的第二引脚的第二误差放大器；

第一信号输入端与所述第一误差放大器的输出端相连、第二信号输入端引出所述开关电源芯片的第三引脚的脉冲宽度调制电路；

与所述脉冲宽度调制电路的输出端相连的反相电路；

与所述脉冲宽度调制电路的输出端相连的驱动电路；所述驱动电路的输出端引出所述开关电源芯片的第五引脚；

输入端分别与所述第一误差放大器的输出端、所述第二误差放大器的输出端相连的延时调整电路；

输入端分别与所述延时调整电路的输出端、所述反相电路的输出端和所述电源电路的第三电源输出端相连的与门电路；以及，