[发明专利]一种动态负载切换智能响应系统

说明书

本发明提供了一种动态负载切换智能响应系统，包括智能响应启动逻辑控制电路、振荡器计时电路、输出过冲斜率检测电路、智能最大周期响应电路、输出下拉斜率检测电路和PWM控制逻辑电路。本发明在动态负载切换时，当满载状态切换成空载或者轻载状态时，可以有效降低输出电压过冲幅度，平缓输出电压。当空载状态切换成满载状态时，减缓输出电压下拉幅度，同时快速给电源系统充电。避免动态负载切换时输出电压过冲保护或者开关电源系统掉电重启异常现象。

技术领域

本发明涉及原边反馈AC/DC开关电源技术领域，具体而言，涉及一种动态负载切换智能响应系统。

背景技术

随着开关电源需求量的日益增加，开关电源应用的越来越广泛。很多场景中会遇到负载反复切换的状态。通常情况下，满载时要满足功率和效率的要求，PWM工作频率为高状态，初级绕组峰值电流峰值也为高状态。通常情况下，空载时要满足待机功耗低的要求，PWM工作频率为低状态，初级绕组峰值电流峰值也低状态。当满载切换成空载状态时，必然的工作频率会逐渐降低，初级绕组峰值电流峰值也会逐渐降低。但是因为系统响应速度有限，工作频率不会立刻降低为最小工作频率，初级绕组峰值电流峰值也不会立刻降低为最小电流。因此输出电压必然的要过冲。随着系统检测到输出电压大于设定电压，必然的，通过反馈环路会将PWM工作频率调成最低状态，工作周期TOFFA为最大时间并保持不变。将初级绕组峰值电流峰值调成为最低状态并保持不变。

在传统方案中，当负载电流从满载切换成空载时，因为响应速度慢，输出电压快速升高，仍然保持固定的TOFFA，此时提供给系统的能量是固定的，那么输出电压过冲幅度大，容易进入输出电压过压保护状态。

当负载电流从满载状态切换成空载状态时，因为切换的时间点不是固定的，比如TC(控制电路电源用变压器)位置处负载突然从满载切换成空载，一方面，输出电压迅速下降，另一方面，给整个开关电源系统提供能量的VDD电压因为没有能量输出，也会剧烈下降。在满载状态切换成空载的下一个PWM信号，必须等满上一个PWM工作周期完全结束，才会发出下一个PWM信号来检测输出状态。那么极限情况下，输出电压和VDD电压会在整个TOFFA时间内掉电。这样会导致两个隐患。第一是如果输出电容小，输出电压在整个TOFFA时间内掉电会掉到零状态，即输出没有电压。第二是如果VDD电容小，VDD上电压会掉电，如果低于设定的VDD_OF F点，那么整个开关电源系统就关闭，PWM信号都不会发波，必须等到几秒之后，给VDD充电，让VDD电压大于设定的VDD_ON点，系统才会重新工作，PWM才会发波。相当于这个开关电源系统重新启动一次，没有维持在一个正常的继续发波的状态。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在开关电源负载切换时容易发生输出电压过冲保护以及开关电源系统掉电重启的异常现象的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种动态负载切换智能响应系统。

本发明提供的一种动态负载切换智能响应系统，包括：

振荡器计时电路，用于输出时间信号和PWM周期信号，所述时间信号包括输出电压过冲斜率检测阈值时间TIMEA、输出电压下拉斜率检测阈值时间TIMEB和基础单元时间TIMEK；所述PWM周期信号包括PWM基础最大周期TOFFA和极限PWM最大周期限定TOFFMAX；

输出过冲斜率检测电路，接入开关电源输出电压、阈值电压VA、阈值电压VB以及振荡器计时电路输出的输出电压过冲斜率检测阈值时间TIMEA信号和基础单元时间TIMEK信号，用于在检测到开关电源输出电压从阈值电压VA上升到阈值电压VB的上升时间小于输出电压过冲斜率检测阈值时间TIM EA时，产生智能单元时间TOFFB信号；

智能最大周期响应电路，接入振荡器计时电路输出的PWM基础最大周期TOFFA信号以及输出过冲斜率检测电路输出的智能单元时间TOFFB信号，用于对PWM发波个数计数并保存为N，并且对PWM发波个数N和智能单元时间TOFFB进行逻辑运算，得到智能周期时间TOFFN信号；