[发明专利]一种假负载切换电路

说明书

一种假负载切换电路，连接在开关电源的输出端，其特征在于：包括电流采样放大单元、电压比较单元和假负载控制单元；通过采样电阻RS，将开关电源输出端负载电流信号采集至电流采样放大单元101，通过电流采样放大单元101将微弱的电流信号转换成电压信号并放大到一定值，传输至电压比较单元102，并与基准电压信号进行比较，使电压器比较器电平发生翻转，从而控制假负载电阻RL连接至开关电源的输出端或断开与开关电源输出端的连接。

技术领域

本发明属于开关电源领域，具体涉及一种假负载切换电路。

背景技术

开关电源在空载、轻载的状态下，控制环路的导通时间并不能无限地减少，当达到一定的限值，系统控制环路就会进入跳周期模式或间歇工作模式降低控制环路的增益，以维持输出电压恒定。在跳周期模式或间歇工作模式，变换器原副边的能量是以间歇的方式传递，为此输出电压精度与输出纹波电压、动态等技术指标都难以达到要求。

为克服上所述的问题点，现主要有以下两种技术方案：

(1)并联定值电阻

如图1所示，该方案最为简洁、通用，即在开关电源输出端并联一个定值电阻作为假负载RL，消耗定值的功耗，强制开关电源退出跳周期模式或间歇工作模式。该方案常用于小功率开关电源(75W以下)，所需要的假负载0.1～2W区间。

如果应用在中大功率场合(中功率150～1000W，大功率1000W以上)，为了强制关电源退出所跳周期模式或间歇工作模式所需假负载的功耗就有可能高达数十瓦，甚至更高的数值。该方案缺点为：并联在输出端的假负载的损耗是一直存在的，即是降低了开关电源的效率指标；假负载电阻的损耗转化为内部热量，需额外增加散热需求。

由此可见该方案在小功率的应用场合其损耗尚在一个可接受的范围，而在中大功率的应用场合，动辄高达数十瓦的假负载损显然并是一个可以接受的数值。

(2)能量回馈

如图2所示，CN 111342663 A专利提出另一种改进的技术方案。其使用正激或反激变换拓扑代替输出端电阻假负载，将输出端的能量重新回馈至输入端，在变换器内部形成环流，强制开关电源退出跳周期模式或间歇工作模式，原理图如2所示。相比方案(1)，大部分的能量能重新被回馈至输入端，而不是全给假负载电阻消耗，该方案能大幅度降低能量的损耗。该方案的缺点为：能量回馈电路并非所有能量都能回馈至输入端，其内部环流(没有对负载做功)同样存在一定的损耗；电路结构相对复杂，需要在原副边再加入一个正激或反激变换器并需要满足原副边的安规绝缘要求；需要相对复杂的控制时序电路。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是：开关电源在空载、轻载的状态下，为避免进入跳周期模式或间歇工作模式，在开关电源输出端的并联一个假负载所存在的损耗问题。

本发明解决上述技术问题提供的技术方案如下：

一种假负载切换电路，连接在开关电源的输出端，包括电流采样放大单元、电压比较单元和假负载控制单元；

所述电流采样放大单元，与开关电源的输出端连接，采样输出端的负载电流，将采样到的电流信号转换成电压信号并放大到一定值，并将放大后的电压信号传输至电压比较单元；

所述电压比较单元，将接收到的电压信号与基准电压信号进行比较，并输出控制信号传输至假负载控制单元；

所述假负载控制单元，包括假负载本体，假负载控制单元根据接收到的控制信号对假负载本体进行控制；

当输出端的电压信号小于基准电压信号时，所述电压比较单元输出高电平，所述假负载控制单元控制假负载本体连接至开关电源的输出端，用以为开关电源提供虚拟负载；

当输出端的电压信号大于基准电压信号时，所述电压比较单元输出低电平，所述假负载控制单元控制假负载本体断开与开关电源输出端的连接。