[发明专利]一种开关电源变换器

说明书

本发明涉及一种开关电源变换器，包括：包含有原边绕组和副边绕组的变压器，连接原边绕组的功率开关电路和电压输入电路，连接副边绕组的电压输出电路，与副边绕组耦合的辅助绕组，以及连接功率开关电路的控制电路、连接控制电路与功率开关电路的电流获取电路，连接辅助绕组与控制电路的电压采样电路；控制电路包括：用于获取功率开关电路的关断时间以输出对应信号的计时单元；连接电流获取电路的参考信号输出单元；连接计时单元与参考信号输出单元的驱动单元；连接驱动单元与电压采样电路的采样单元。实施本发明能够在开关周期内实时获取反馈电压的最佳采样点采样电压，且方案简单。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，更具体地说，涉及一种开关电源变换器，特别是反激式变换器。

背景技术

传统的反激式变换器的环路控制直接检测输出电压，生成反馈和补偿信号，并根据补偿信号确定主功率开关的占空比，从而控制输出量，比如输出电压。当开关电源输入和输出之间需要有电气隔离，例如在离线式变换器中的应用，反馈补偿电路与控制电路往往在电气隔离器件的两边，即一边是输入侧(这里称为“原边”)，另一边是输出侧(这里称为“副边”)。原副边之间没有直接的公共电气连接，通常使用隔离器件比如光耦来传递信号。隔离器件及其附属的电路增加了系统的成本和尺寸，在许多低成本的应用中往往采用原边检测的方法。这种方法根据变压器耦合原理，当原边主开关关断，输出整流管导通时，变压器的副边绕组承受输出电压，由于辅助绕组跟副边绕组的耦合，辅助绕组上的电压与副边绕组电压成比例。因此，处于原边的控制电路可以通过检测辅助绕组上的电压而间接地检测到输出电压值。

基于图7，其中输入电压Vin，S1是原边的主开关管。变压器Tx1有一个原边绕组Np，一个副边绕组Ns，一个辅助绕组Na。D1是输出整流管，其导通压降为Vf。控制电路输出信号DRV驱动S1开通和关断。当S1开通时，变压器从输入Vin接受并存储能量。当S1关断时，变压器释放能量到输出端。控制电路供电由辅助绕组通过整流管D2提供。控制电路通过检测辅助绕组Na的信号到FB获得输出电压信息。如图8所示，当主开关管驱动信号DRV关断以后，辅助绕组电压检测到的电压可以表示为

其中：V_FB为反馈信号；Vout为输出电压；Vf为输出整流管的导通压降；Isec为变压器副边电流；Rsec为副边输出线路等效电阻；Na为变压器辅助绕组匝数；Ns为变压器副边匝数。当副边电流降到最小值，如图中A点，Isec＝0,Vf也接近0，V_FB可以最准确的反馈输出电压Vout。因此很多方法被提出来，目的是在接近A点位置来采样输出电压。

美国专利“US Patent no.7,463,497 B2”中利用2个采样和保持电路通道来交替检测V_FB电压。当检测到V_FB的下降斜率突变时输出一个停止信号。V_FB电压在停止信号前的最后一个采样值作为有效采样电压这个方法容易实现，但需要2个高速采样和保持电路通道，代价比较高。

美国专利“US Patent no.6,956,750 B1”中使用2个可变的电压电平来跟踪V_FB斜率突变点的位置，通过2个电平与V_FB的相对位置信息可以跟踪并获得有效采样电压。这种方法主动找到采样点的位置，但是需要复杂的数字控制算法，代价较高。

而且需要根据上一个周期的结果来决定下一个周期的采样位置，当信号电压变化快的时候无法快速地跟上。

发明内容

本发明针对现有技术的上述现有缺点，提供一种开关电源变换器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源变换器，包括：包含有原边绕组和副边绕组的变压器，连接所述原边绕组的功率开关电路和电压输入电路，连接所述副边绕组的电压输出电路，与所述副边绕组耦合的辅助绕组，以及