[实用新型]一次侧反馈控制交换式电源供应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一次侧反馈控制交换式电源供应器，特别是涉及在输出达到电流限制时，输出电压下降但输出电流仍可控制维持不变，从而达到输出过电流保护功能的一次侧反馈控制交换式电源供应器。

背景技术

交换式电源供应器在市面上普遍被使用，并已取代线性稳压电源供应器，而交换式电源供应器必须依靠脉宽调制控制器控制功率晶体管的导通时间与截止时间。脉宽调制控制器根据输出功率、输出电压或输出电流产生的反馈信号来调变脉宽调制控制器输出的脉宽大小，以产生适当的导通时间与截止时间。现有的交换式电源供应器利用一次侧反馈方式无法达到良好的各种输出电压调变率要求，所以大部分交换式电源供应器的反馈信号仍必须直接由二次侧获取，需经由光耦合器将二次侧反馈信号传递至一次侧端，以控制脉宽调制控制器的输出脉波信号。因此，光耦合器、反馈稳压器、限流电阻与运算放大器等反馈、限流组件的使用是必要的。

图1为现有的一次侧反馈控制的交换式电源供应器的电路方块图，请参照图1，首先启动电路，由直流输入电源VIN供应的电流流经启动电阻R2对电容C3充电，当电源电压VCC达到脉宽调制控制器U1的启动电压时，脉宽调制控制器U1开始输出脉波以控制功率晶体管Q1。当功率晶体管Q1导通时，由直流输入电源VIN供应的电流流经变压器T1的一次侧主线圈、晶体管Q1再回到输入电源VIN的负端，二次侧因为二极管D3与输出绕组极性相反所以无法从一次侧传递能量到输出端，此时能量暂时储存于变压器T1中，当一次侧电流检测电阻R6的电压达到参考电压值时，功率晶体管Q1变成截止，此时二次侧因为二极管D3与输出绕组极性变为正向，所以将变压器T1的储存能量传递到输出端VO，输出电容C4经过多次周期的充电到达输出稳压点。另一方面，一次侧辅助绕组产生的电压经由电阻R1和二极管D1将电流供应给电源电压VCC，提供脉宽调制控制器U1的电源，辅助绕组的另一路径则经电阻R1和二极管D2与电容C6整流后变成直流电压，再经电阻R3、R4分压连接至脉宽调制控制器U1的电压反馈输入接脚VFB，电容C6的电压将会反映输出端VO的变化。由于输出整流二极管D3的压降随负载高低变化，并且电容C6的电压也受导通周期大小不同的影响，导致从一次侧电容C6的电压检测方式无法反映出二次侧输出电压VO的变化，所以输出电压调整率较高，无法提供较稳定的电压输出。而且输出端通常需连接假负载电阻R8，使轻载时输出电压不会漂移过高准位，因为需连接假负载电阻R8，所以无法达到GREEN MODE的空载要求下的输入功率须低于0.3W的规定，同时此方式并没有提供输出限流电路，所以输出电流会随输出电压下降而上升。而电路保护需依靠一次侧电流检测电阻R6的反馈信号来限制输出功率，待脉宽调制控制器U1的电源电压VCC低于最低工作电压而关闭脉宽调制控制器时，需等到电压再次由电阻R2充电到重新启动电压准位时才能再次输出，整体输出电流及输入功率在此时才能有效地降低。

图2为现有的二次侧反馈控制的交换式电源供应器电路方块图，请参照图2，输出端VO经电阻R8、R9分压后输入到反馈稳压器U3的输入端，反馈稳压器U3的输出端控制光耦合器U2二次侧的发光二极管电流，再转换为一次侧电流信号，以控制脉宽调制控制器U1的电压反馈输入接脚VFB的电压。在稳定的输出负载下，脉宽调制控制器U1的电压反馈输入接脚VFB的电压将固定不变，当输出负载变动时，电压反馈输入接脚VFB的电压将随之调整以维持稳定的电压输出。一次侧辅助绕组也因为电压超过电源电压VCC开始向电容C2充电，并供应脉宽调制控制器U1电源所需的电压。此外，图2中二次侧利用电阻R5、R6、R7、电容C4与晶体管Q12组成输出限流电路，当电阻R6的电压超过晶体管Q12的基极-射极的接面电压时，限流开始动作。晶体管Q12的集极控制光耦合器二次侧的发光二极管电流，使得一次侧脉宽调制控制器U1的脉波波宽受到限制，此输出限流电路因基极-射极的接面电压易随温度变化，所以具有限流动作的精确度不高的缺点，较适用于低价的充电器电路。