[发明专利]一种带补偿功能的准谐振谷底导通电路

说明书

本发明提供了一种带补偿功能的准谐振谷底导通电路，应用于原边反馈开关电源，包括：采样保持电路、退磁和谷底监测电路、误差比较器、电流转换电路、补偿时间产生电路、关机时间待机电路、关断时间产生电路和PWM逻辑电路；在误差比较器的基础上反馈电压和基准电压比较，得到和输出电压有关的带补偿性质的时间信号。将带补偿功能的时间信号集成到关断时间产生电路，可以平息输出电压波动造成的关断时间扰动，让系统在保持准谐振谷底输出的同时并避免在不同谷底导通引起频率抖动造成的异音。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，涉及原边反馈开关电源，特别是一种带补偿功能的准谐振谷底导通电路。

背景技术

随着新能效标准的普遍使用，市场领域对开关电源的效率要求越来越高。采用准谐振谷底导通的应用场景越来越普及，使用准谐振谷底导通可以有效提高开关电源的效率，降低开关电源温升，提供开关电源功率密度。

总所周知，开关电源的损耗主要来自于功率MOSFET的导通和关断过程中。对应反激开关电源，功率MOSFET时在初级绕组电流最大时关断的，这就是MOSFET的关断损耗。当功率MOSFET关断以后，存储在互感上的能量对次级转移，次级二极管导通，次级绕组电流通过二极管给输出的负载和输出的电容充电。当互感上的能量传递结束后，次级二极管截止，仍然有一部分能量会在耦合电感和功率MOSFET的寄生电容之间以交流桥式整流之后的电压为基准，产生衰减的阻尼振荡，一直到等到功率MOSFET下次开启。通常的，当MOSFET再次开启时，MOSFET的漏极电压可能在较低的水平，也可能漏极电压在高的的水平，这就是功率MOSFET的导通损耗。

传统的开关电源在功率MOSFET的导通和关断过程中，存在重叠区间，因而会产生损耗。随着功率频率的升高，这种损耗的增加，一方面限制最高工作频率；另一方面，由于在转换过程中电压和电流短时间急剧变化，也会产生很大的开关噪声，形成大的电磁干扰。为了解决上面的缺点，逐渐采用准谐振模式。通过谐振技术，让功率MOSFET在最小电压，也就是谷底电压时导通，同时又能保持方波开关电源的高能量传输模式，这样来减少开关损耗，提供开关电源的效率。

而准谐振谷底导通模式，让功率MOSFET每次在谷底电压才导通，也就是让漏极电压维持在较低的水平，来降低导通损耗。这样会产生另外一个固有隐患。在这种情况下，负载的大小，初级绕组电感量的值，变压器匝比，和输入的交流电压综合决定了在开关电源到底是第几个谷底导通。外界环境的偶然干扰，会导致稳定的负载条件下，开关电源可能在不同的谷底切换，这样必然导致工作频率变化，整个电源系统出现异音。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种带补偿功能的准谐振谷底导通电路，应用于原边反馈开关电源，能够避免开关电源在不同谷底导通产生的异音问题。

本发明采用的技术方案如下：一种带补偿功能的准谐振谷底导通电路，应用于原边反馈开关电源中，包括：采样保持电路、退磁和谷底监测电路、误差比较器、电流转换电路、补偿时间产生电路、关机时间待机电路、关断时间产生电路和PWM逻辑电路；所述采样保持电路、误差比较器、电流转换电路、补偿时间电路、关断时间待机电路、关断时间产生电路、PWM逻辑电路依次连接，由PWM逻辑电路输出PWM信号控制原边反馈开关电源中的功率MOSFET导通和关断；所述退磁时间和谷底监测电路输出端连接关断时间待机电路输入端提供退磁时间信号TD及连接PWM逻辑输入端提供谷底监测高电平脉冲信号QR，由关机时间待机电路为关断时间电路提供带补偿功能的时间信号；所述误差比较器输出端还连接至关断时间产生电路输入端提供EA信号；所述采样保持电路输入端为辅助绕组上通过电阻比例分压得出的FB电压；所述退磁和谷底监测电路输入端为辅助绕组上通过电阻比例分压得出的FB电压。在所述误差比较器的基础上，将辅助绕组上的反馈电压和基准电压比较，得到一个和输出电压有关的带补偿性质的时间信号。将此带补偿功能的时间信号集成到关断时间产生电路，可以平息输出电压波动造成的关断时间扰动。让系统在保持准谐振谷底输出的同时并避免在不同谷底导通引起频率抖动造成的异音。