[发明专利]一种开关电源、电源适配器及充电器

说明书

本发明提供一种开关电源、电源适配器及充电器，该开关电源包括电流型PWM控制单元、变压器、以及依次串联的直流供电电路和功率补偿辅助电路，电流型PWM控制单元包括电流检测端；直流供电电路的输入端连接辅助电压输出端，辅助电压输出端输出与开关电源的输出电压相关联的辅助电压，辅助电压用于判断输出电压与阈值电压的大小关系；当开关电源当前的输出电压不大于阈值电压时，功率补偿辅助电路产生直流电压，从而向电流检测端提供补偿电平；否则不向电流检测端提供补偿电平。本发明使得在输出较低电压时,保证即使出现短路等故障，输出电流也不会过大，同时在输出较高电压时也能输出额定的最大限制功率。

技术领域

本发明涉及电源领域，具体涉及一种开关电源、电源适配器及充电器。

背景技术

带有变压器的开关电源广泛应用于电子产品中，例如电源适配器或充电器。在一些情况下，当开关电源的负载过载或者短路的情况下，有可能会导致开关电源输出电流超出额定范围，从而可能造成安全隐患。

为了解决上述安全问题，国际电工委员会(IEC)规定了限功率电源(LPS)需要满足的测试，例如，对于某类电源而言：输出开路电压不超过30Vdc，输出最大短路电流不能超过8A，输出最大功率不超过100VA。

现有技术中，通常有以下几种方式以满足LPS测试，或者以应对与该LPS测试相应场景的安全问题：

(1)在开关电源次级绕组输出回路上串联PTC电阻。但是，功率回路串联PTC电阻会降低电源转换器的效率，这将使得电源转换器无法满足六级能效率要求。

(2)在开关电源次级绕组输出回路上串联熔断保险丝。但是，由于是熔断后的保险丝不可恢复，使得产品可靠性降低，影响电源转换器的售后品质。

(3)采用两级过流保护电路。在开关电源次级绕组的输出回路串联电流采样电阻，另外增加比较器等外围器件以进行第二级的过流保护，但是这样不利于产品小型化设计，同时会增成本。

为了提高安全性以及满足LPS测试，中国专利文献CN101783595B公开了一种反激式电源过功率补偿的方法，其背景技术的实施例分别介绍了以下两个方案：1、如该专利文献图3所示，通过从变压器初级绕组的输入电压引入补偿电平到PWM芯片的电流检测引脚CS，从而实现对PWM芯片的功率补偿；但是这种功率补偿一直持续。2、如该专利文献图4所示，当检测到输出电压Vout增大时，打开功率补偿电路。

随着消费电子发展，5G与大容量电池的应用，高功率密度的超级快充开关电源的市场需求越来越大，例如宽输出电压(5V-24V)且输出功率大于50W的快充充电器或适配器。然而，对于这些宽输出范围的开关电源而言，这种功率补偿方法并不合适。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种开关电源、电源适配器及充电器，使得在输出较低电压时即使出现短路等故障，输出电流也不会过大，从而提高产品安全性能，同时在输出较高电压时也能输出额定的最大限制功率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种开关电源，包括电流型PWM控制单元和变压器，所述电流型PWM控制单元包括电流检测端Is；所述电流检测端Is用于检测所述变压器的初级绕组电流，从而控制功率传输；所述开关电源还包括依次串联的直流供电电路和功率补偿辅助电路，所述直流供电电路的输入端连接辅助电压输出端，所述辅助电压输出端输出与所述开关电源的输出电压v0相关联的辅助电压Vi；所述功率补偿辅助电路的输出端与电流检测端Is连接；所述功率补偿辅助电路，用于判断所述直流供电电路的输出电压，即当所述开关电源当前的输出电压V0不大于阈值电压时，所述功率补偿辅助电路产生直流电压，从而向所述电流检测端Is提供补偿电平；当所述开关电源当前的输出电压V0大于阈值电压时，所述功率补偿辅助电路不产生所述直流电压，从而不向所述电流检测端Is提供补偿电平；其中，所述阈值电压在所述开关电源的输出电压范围内。