[发明专利]一种隔离型正激变换器的电压采样和供电电路

说明书

本发明公开了一种隔离型正激变换器的电压采样和供电电路，包括输出电压误差补偿电路、误差信号采样电路、隔离双绕组变压器、原边整流电路以及时钟电路，输出电压误差补偿电路采样变换器输出电压，与基准电压比较后输出误差信号；误差信号采样电路将误差信号离散化以使其通过隔离变压器，同时为副边芯片供电；隔离双绕组变压器实现隔离型正激变换器的原副边隔离；原边整流电路将离散误差信号复原为时域连续信号，该信号提供给变换器主控芯片进行后续控制；时钟电路为整体电路提供时钟脉冲信号。本发明可实现隔离型变换器的输出在保证采样精度的同时，减少隔离变压器的绕组数量，减小系统体积和重量，简化了工作模态，提高系统集成度和可靠性。

技术领域

本发明公开了一种隔离型正激变换器的电压采样和供电电路，涉及隔离型变换器的电压采样技术，属于基本电子电路领域。

背景技术

随着现代电力电子技术的不断发展，电源设备逐渐趋于高频化、高效率、集成化和模块化。作为典型的DC-DC变换器拓扑，正激变换器拓扑具有隔离升降压、拓扑结构简单、输出电压纹波小等优点，其广泛应用于计算机、电子通信和航空航天等领域。由于正激变换器需要实现输入与输出隔离，因此其控制环路也需要进行隔离设计。电压采样电路是正激变换器拓扑控制环路的重要组成部分，其主要功能是采样输出电压信号，通过补偿放大产生误差信号，使该误差信号通过隔离变压器，最后输出至主控芯片进行后续控制。

Crane AerospaceElectronics公司已研制出适用于正激变换器拓扑的电压采样电路，该方案使用三绕组变压器对原副边进行隔离，三组绕组分别连接误差信号回路、原边整流电路和时钟电路，时钟电路提供周期脉动信号，使误差信号通过隔离变压器传递至整流电路，之后输出至主控芯片。

1.误差电压信号采样阶段t0-t1

当时钟电路输出高电平信号时，即时钟信号为处于上半周期t0-t1时，连接整流电路的绕组停止工作，误差信号采样电路采样部分工作，使得绕组副边非同名端获得误差电压信号，绕组副边同名端为低电平，二极管D₃续流，供电部分由电容C₂供电。

2.整流阶段t1-t2

当时钟电路输出低电平信号时，即时钟信号为处于下半周期t1-t2时，整流电路正常工作，副边同名端为高电平，通过二极管D₄向电容C₂充电。

该方案可以对正激变换器进行较精确的采样，实现输入输出隔离。三绕组变压器的使用会导致整体电源系统体积、重量和发热量增加，不利于电源设备的小型化和集成化。因此，需要改进变压器设计，以提高电源系统的集成化程度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对隔离型正激变换器电压采样电路隔离变压器及相关电路的技术不足，提出一种隔离型正激变换器电压采样电路，利用电压采样电路时钟电路和整流电路的交替工作原理，修改了隔离变压器绕组数量，从而在不改变电压采样电路功能和性能的前提下，提高电压采样电路和电源系统的集成度和功率密度。

技术方案：本发明为实现以上发明目的采用一种隔离型正激变换器的电压采样和供电电路，包括：

输出电压误差补偿电路，其输入端接正激变换器输出电压，对正激变换器输出电压进行采样、比较和补偿处理，输出与基准电压比较后所得到的误差信号V_err；

误差信号采样电路，接收输出电压误差补偿电路输出的误差信号，对误差信号进行离散化处理，使其可通过隔离双绕组变压器，同时对输出电压误差补偿电路比较器供电；

隔离双绕组变压器，接收误差信号采样电路输出，将离散化处理的误差信号传递给原边，实现隔离型正激变换器采样电路的原副边隔离；

原边整流电路，对传递到原边的离散化处理的误差信号进行整流处理，输出COMP比较信号；