[发明专利]一种开关电源及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及通信电源。 

背景技术

随着大规模集成电路的广泛应用，通信设备内部集成电路芯片等所需用的直流输入电压多种多样，主要的输出电压范围为：1.2V、1.8V、2.5V、3.3V、5.0V、12V、28V等等，而通信用一次电源，只能将市电整流为48V输出的直流电，为了给通信设备内部集成电路芯片等提供所需用的直流输入电压，需要使用二次电源，如直流开关电源，将一次电源输出的48V直流电，经过直流-直流(DC/DC)高频开关功率变换，获得不同大小的直流输出电压。 

目前，直流开关电源在直流输入电压变化，或者内部参数变化，或者副边负载变化的情况下，为了减少直流输入电压及副边负载扰动，通常采用输出反馈控制，通过副边输出功率级电路的被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节原边逆变电路的功率开关管的导通脉冲宽度，使得电源的直流输出电压或电流等被控制信号稳定，但实际应用中，副边输出反馈控制的控制器需要与原边隔离的辅助电源来启动及工作，会使得反馈控制的过程相当复杂，而原边输出反馈控制使用光藕将副边输出信号反馈回原边，电源的应用会受光藕的寿命问题制约。 

发明内容

本发明实施例的主要目的在于，提供一种开关电源及控制方法，不需要像输出反馈控制一样使用隔离的辅助电源或光耦，并且具有良好的控制特性。 

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案： 

一种开关电源，包括：原边逆变电路，原边模型参考电路，原边控制电路，副边输出功率级电路及隔离变压器； 

所述原边逆变电路用于接收直流输入电压，并将所述直流输入电压逆变成第一交流电压； 

所述隔离变压器用于对所述第一交流电压进行降压，降压后在所述隔离变压器副边得到第二交流电压，以及在所述隔离变压器原边得到第三交流电压，所述第二交流电压被耦合到所述副边输出功率级电路中，所述第三交流电压被耦合到所述原边模型参考电路中； 

所述副边输出功率级电路用于对所述第二交流电压进行同步整流及滤波，得到直流输出电压，并将所述直流输出电压提供给副边负载，所述副边输出功率级电路包括副边同步整流电路和副边滤波器，所述副边同步整流电路用于对所述第二交流电压进行同步整流，所述副边滤波器用于对整流后的所述第二交流电压进行滤波； 

所述原边模型参考电路用于模拟所述副边输出功率级电路的输入/输出特性及所述副边负载的负载特性，还用于对所述第三交流电压进行同步整流及滤波，得到参考电压，并将所述参考电压提供给所述原边控制电路，所述原边模型参考电路包括同步整流电路，滤波器，及电子负载，所述同步整流电路用于对所述第三交流电压进行同步整流，所述滤波器用于对整流后的所述第三交流电压进行滤波，所述滤波器的传递函数与所述副边滤波器的传递函数相同，所述电子负载用于模拟所述副边负载的负载特性； 

所述原边控制电路用于根据检测所述原边逆变电路的输出得到的第一采样信号，控制所述电子负载的开关器件，以抑制所述电子负载的扰动，所述原边控制电路还用于根据检测所述参考电压得到的第二采样信号，控制所述原边逆变电路的功率开关管，以减少因所述直流输入电压或所述副边负载变化造成的扰动。 

一种开关电源的控制方法，包括： 

将直流输入电压逆变成第一交流电压； 

隔离变压器将所述第一交流电压降压，降压后在所述隔离变压器副边得到第二交流电压，以及在所述隔离变压器原边得到第三交流电压，并将所述第二交流电压耦合到副边输出功率级电路中，以及将所述第三交流电压耦合到原边模型参考电路中； 

所述副边功率级电路对所述第二交流电压进行同步整流及滤波，得到直流输出电压并提供给副边负载； 

所述原边模型参考电路模拟所述副边输出功率级电路的输入/输出特性及所述副边负载的负载特性，并对所述第三交流电压进行同步整流及滤波，其中，所述原边模型参考电路的滤波器模拟所述副边功率级电路的滤波器的传递函数，所述原边模型参考电路的电子负载模拟所述副边负载的负载特性； 

所述原边控制电路根据检测所述原边逆变电路的输出得到的第一采样信号，控制所述电子负载的开关器件，以抑制所述电子负载的扰动； 

所述原边控制电路还根据检测所述参考电压得到的第二采样信号，控制所述原边逆变电路的功率开关管，以减少因所述直流输入电压或所述副边负载变化造成的扰动。