[发明专利]原边控制的开关电源及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术，更具体地，涉及原边控制的开关电源及 控制方法。

背景技术

原边控制的开关电源可以采用变压器的辅助绕组获得与输出电压相 关的反馈信号，因而可以将控制电路设置在变压器的原边，并且简化信 号反馈路径。原边控制的开关电源容易形成模块化的集成电路，已经广 泛地用于手机、平板电脑和便携式媒体播放器的各种充电电源，以及用 于驱动发光二极管(LED)的供电电源中。

然而，在原边控制的开关电源中，变压器的辅助绕组不仅导致电源 的体积大，而且产生附加的成本。如果进一步利用辅助绕组为控制电路 供电，则变压器的副边的输出电压的范围也会受到控制电路的工作电压 的限制，从而不能实现宽输出电压，不利于开关电源的兼容性。

因此，期望进一步改进原边控制的开关电源，以省去变压器的辅助 绕组。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无辅助绕组的原边控制的开 关电源，通过原边绕组感应副边电压以提供副边电压的反馈信号，从而 省去辅助绕组供电，降低外围元件成本。

根据本发明的一方面，提供一种原边控制的开关电源，包括：变压 器，包括原边绕组和副边绕组；开关管，所述开关管与所述原边绕组串 联连接在直流电压输入端和地之间，在所述开关管的导通期间形成所述 开关管至所述原边绕组的电流路径；电流采样电阻，连接在所述开关管 和所述原边绕组之间，用于获得表征流经所述开关管的电流的电流采样 信号；电压反馈电路，连接在所述原边绕组的两端，用于获得表征所述 原边绕组的原边电压的电压反馈信号；控制电路，根据所述电流采样信 号和所述电压反馈信号产生所述开关管的驱动信号，以控制所述开关管 的导通和断开，其中，所述控制电路具有供电端和浮地端，分别用于接 收供电电压和浮地信号，所述控制电路从所述开关管和所述电流采样电 阻之间的第一节点获得所述电流采样信号，从所述电流采样电阻和所述 原边绕组之间的第二节点获得所述浮地信号。

优选地，在所述开关管的断开期间，所述原边绕组的原边电压是所 述副边绕组的副边电压的感应电压。

优选地，所述开关电源还包括：整流桥，用于将外部的交流电源提 供的交流电压转变成直流脉动电压；以及输入电容，用于对直流脉动电 压滤波以产生直流输入电压，所述输入电容的第一端作为所述直流电压 输入端，第二端接地。

优选地，所述开关电源还包括：续流二极管，所述续流二极管的阳 极连接至所述副边绕组的第一端；以及输出电容，所述输出电容连接在 所述续流二极管的阴极和所述副边绕组的第二端之间，其中，所述输出 电容的两端提供所述开关电源的输出电压。

优选地，所述开关电源还包括：供电电路，所述供电电路包括串联 连接在地和所述浮地端之间的第一电阻、第一二极管和第一电容，其中， 所述第一二极管的阳极连接至所述第一电阻，阴极连接到所述第一电容， 所述第一二极管和所述第一电容之间的第三节点连接至所述供电端。

优选地，在所述开关管的导通期间，所述浮地端为正，所述第一二 极管未导通，所述第一电容处于放电状态，在所述开关管的断开期间， 所述浮地端为负，所述第一二极管导通，利用感应电压对所述第一电容 充电，所述供电电路利用所述第一电容的交替充电和放电为所述控制电 路供电。

优选地，所述开关电源还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述 直流电压输入端和所述第三节点之间，从而在所述开关电源的启动阶段 利用直流输入电压对所述第一电容充电，以提供所述控制电路的供电电 压。

优选地，所述电路反馈电路包括串联连接的多个电阻组成的分压网 络，所述电压反馈信号是所述浮地信号的分压信号。

优选地，所述控制电路包括：恒流控制模块，所述恒流控制模块接 收所述电流采样信号、所述电压反馈信号，并且产生与具有占空比的控 制信号；以及驱动模块，从所述恒流控制模块接收所述控制信号，并且 产生所述开关管的驱动信号。

优选地，所述恒流控制模块经由所述控制电路的补偿端连接外部的 补偿模块，以维持系统稳定。

优选地，所述补偿模块包括连接在所述补偿端和所述浮地端之间的 电容、或者电阻电容补偿网络。

优选地，所述控制电路还包括：高压启动模块，用于在所述开关电 源的启动阶段为所述控制电路供电。