[发明专利]用于控制电源的电路及其操作方法

说明书

本公开涉及用于控制电源的电路及其操作方法。例如，用于例如用于电池充电器的开关电源的控制电路，包括由通过变压器驱动负载的功率晶体管产生的初级电流峰值的发生器的驱动比较器。上述驱动比较器具有耦合到电流计传感器和用于确定上述初级电流峰值的电路的比较输入端，施加到负载的电压是初级电流峰值的函数。确定电路耦合到至少一个反馈比较器，并且被配置为调节初级电流峰值的值，由此调节施加到负载的电压，保持平均频率，峰值接近驱动发生器的时钟的振荡频率。

相关申请交叉参考

本申请要求于2017年2月28日提交的意大利申请号为102017000022263的优先权，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及控制电路，并且在具体实施例中涉及用于控制电源的电路及其操作方法。

背景技术

在输出电压和输入电压之间具有电隔离的开关电源领域中使用的选项可以涉及使用光耦合器实现控制反馈，除了闭合控制回路之外，光耦合其还可以实现电隔离。

所使用的另一种选择可以包括使用零电压开关(ZVS)系统，其中功率晶体管(例如功率MOS)可以在漏极电压达到其最低值时上电，例如使用连接到类似命名引脚的零交叉检测器(ZCD)电路，其中开关频率不固定，但取决于输入电压和负载条件。

在其他解决方案中，开关频率可以是固定的且由内部振荡器确定。

在上述情况下，控制方法是“电流模式”，其中变压器初级侧的电流峰值由输入引脚上的电压值和反馈电路确定，例如与通过对误差放大器的输出电压和内部参考进行比较而获得的误差信号成比例。

术语“控制方法”旨在表明本文讨论的应用有两种主要的控制方法：一种被称为“电流模式”，另一种称为“电压模式”，其中本公开的一个或多个实施例涉及“电流模式”的控制方法。

这两种控制方法涉及用于产生主峰值电流和/或产生用于驱动功率晶体管(例如功率MOS)的开关信号(例如PWM)的方法，这与可能的调节目标相反，其可能与输出电压Vout(CV模式或恒压模式)或电流Iout(CC模式或恒流模式)有关。

在上述两种情况下，可以使用补偿网络，该补偿网络是使用连接到初级侧上的输入引脚的滤波器(包括例如具有两个电容器和一个电阻器的网络RC)、以及通过连接到布置在次级侧的误差放大器的网络RC获得的。

还提出了在不使用光耦合器的情况下提供来自输出电压的反馈的输出电压和输入电压之间的电隔离的开关电源，其通过辅助绕组从初级侧直接操作。在这种情况下，通过所述辅助绕组使用内部采样器(例如采样和保持电路，也简称为S&H)获取与输出电压相关的信息，该内部采样器在变压器被消磁的时刻获取辅助电压的一部分。在这个时刻，除了匝数比之外，可以看到该电压与输出电压相同(加上再循环二极管的阈值电压，这是可以忽略的)，并且在任何情况下都可以用适当选择的标定分频器进行补偿，阈值电压与负载无关。如前所述，这样采样的电压可以使用误差放大器与内部参考进行比较。在这种情况下，还有一个连接到上述输入引脚的外部网络来创建补偿网络。

为了完整起见，还可以提及一类新的能够在不使用光耦合器的情况下实现初级和次级之间的电隔离的器件。这些设备可以例如包括两个芯片之间的数据链路，其封装在单个封装中，并根据现行标准(例如UL1577标准)电隔离。在这样的示图中，反馈电压可以例如使用误差放大器在次级侧产生信号，该信号一旦被数字化，就可以在被转换回模拟之前通过电隔离的链路传送到初级侧。

在固定频率非隔离反激应用中，可以通过将输出电压的一部分直接连接到包含误差放大器电路的初级器件的反馈引脚来提供控制反馈，其使用外部网络可以设置用于控制输出电压的补偿。

可能需要改进的解决方案，例如在通过使用更少的外部组件来降低应用成本方面。

发明内容