开关电源及在开关电源中提供恒压和恒流控制的方法技术

本发明专利技术提供了一种开关电源，包括：原边控制器，用于输出控制一功率开关导通和截止原边绕组中的电流；耦合于副边绕组的副边控制器，用于提供所述开关电源的恒压和恒流控制；所述副边控制器用于接收一输出选择信号，以及基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择一电压参考信号，以及从多个电流参考信号中选择一电流参考信号；所述副边控制器用于监测所述开关电源的输出电压和输出电流，当输出电压低于所选择的电压参考信号和输出电流低于所选择的电流参考信号时，提供一导通信号给原边控制器，导通所述功率开关。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及在开关电源中提供恒压和恒流控制的方法
本专利技术普遍涉及开关电源的相关领域。尤其是，本专利技术的实施例涉及了一种开关电源的可选择的恒定输出电压和恒定输出电流。
技术介绍
开关电源系统在一般的线性调节电源方面具有很多优点。这些优点包括体积小、良好的稳定性和高功效等。因此，开关电源发现被广泛应用于便携式电子产品中，比如电视，机顶盒，录像机，便携式电话充电器，个人数码助理(PDAS)，甚至一些自动牙刷。近年来，开关电源被广泛应用于LED设备中，包括替换白炽灯的应用中。在一些应用中，它已经成为理想的单独开关电源，提供不同的输出电压和不同的输出电流。例如，可以有这样的电源，其能够提供具有不同功率等级的5V、9V、12V的不同输出电压。在一些常规的设备中，负载设备所需的电压通过副边控制器从负载接收。举个例子，一个移动设备或者电脑可以通过USB连接器连接到一个电源，除了电源和接地Pin脚，其他可以用来指示设备类型。在这种情况下，设备类型和目标电压的信息被输送到原边，原边控制器通过选择一个适当的参考信号与代表电源输出的反馈信号的比较，原边控制器在原边进行调节控制。而目前对于在同一系统中适应不同输出电压的方案不容易实现，以及需要特别的补偿回路，电路成本高。另外，在连续导通模式(ContinousConductionMode，CCM)模式下恒流能够增加变压器利用率，但在PSR系统中不能实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种开关电源，以克服现有技术中的上述问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种开关电源，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与功率开关耦合，所述副边绕组为负载提供输出；功率开关，与所述变压器的原边绕组耦合；原边控制器，与所述功率开关耦合，所述原边控制器通过控制所述功率开关导通和截止所述原边绕组中的电流；副边控制器，与所述副边绕组耦合，用于提供开关电源的恒流和恒压控制，所述副边控制器被设定为：接收一输出选择信号；基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择一电压参考信号，以及从多个电流参考信号中选择一电流参考信号；监测开关电源的输出电压和输出电流，用于判断所述输出电压是否低于所述选择的电压参考信号，以及所述输出电流是否低于所述选择的电流参考信号；当所述输出电压低于所述选择的电压参考信号且所述输出电流低于所述选择的电流参考信号时，提供一导通信号给原边控制器去导通所述功率开关；其中，原边控制器响应来自副边控制器的导通信号，导通所述功率开关，当原边绕组中的电流达到一原边电流参考水平时，所述原边控制器截止所述功率开关。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过光耦合方式向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过一光耦器向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过电感耦合方式向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过在变压器绕组间的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，当在原边绕组或副边绕组中没有电流时，所述副边控制器向原边控制器提供导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过第二变压器提供的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，当在原边绕组或副边绕组中有电流时，所述副边控制器向原边控制器提供导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器还包括：一个或多个输入端，用于接收输出选择信号；解码电路，用于对所述输出选择信号进行解码；参考信号产生电路，基于所述输出选择信号产生电压参考信号和电流参考信号；电压感应端，获取副边绕组的输出电压的信息；电流感应端，获取副边绕组电流的信息；控制电路，包括：第一比较器，耦合于所述电压感应端和所述电压参考信号；第二比较器，耦合于所述电流感应端和所述电流参考信号；逻辑电路，耦合于所述第一比较器和第二比较器，提供所述导通信号；驱动电路，为所述原边控制器提供所述导通信号，导通所述功率开关。优选的，上述开关电源中，来自副边控制器的所述导通信号是一脉冲信号，所述原边控制器检测所述脉冲信号的上升沿或下降沿。优选的，上述开关电源中，所述原边控制器还包括：比较器电路，具有接收来自副边控制器的所述导通信号的一输入端，和耦合于一参考信号的另一输入端；D锁存器，具有一耦合于所述比较器电路的输出端的时钟输入端。一种开关电源，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与功率开关耦合，所述副边绕组为负载提供输出；功率开关，与所述变压器的原边绕组耦合；原边控制器，与所述功率开关耦合，所述原边控制器通过控制所述功率开关导通和截止所述原边绕组中的电流；副边控制器，与所述副边绕组耦合，用于提供开关电源的恒流和恒压控制，所述副边控制器被设定为：接收一输出选择信号；基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择一电压参考信号；监测开关电源的输出电压和输出电流，用于判断所述输出电压是否低于所述选择的电压参考信号，以及所述输出电流是否低于一电流参考信号；当依据所述输出电压低于所述选择的电压参考信号和所述输出电流低于所述选择的电流参考信号时，提供一导通信号给原边控制器去导通所述功率开关；其中，原边控制器响应来自副边控制器的导通信号，导通所述功率开关，当原边绕组中的电流达到一原边电流参考水平时，所述原边控制器截止所述功率开关。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器基于所述输出选择信号，从多个电流参考信号中选择所述电流参考信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过一光耦器向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中，所述副边控制器通过第二变压器提供的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。一种在开关电源中提供恒压和恒流控制的方法，所述开关电源包括具有原边绕组和副边绕组的变压器，耦合于所述原边绕组的功率开关，原边控制器和副边控制器，所述方法包括：在副边控制器中，监测所述开关电源的输出电压和输出电流，判断所述输出电压是否低于一目标电压参考信号，以及所述输出电流是否低于一目标变流参考信号；当所述输出电压低于所述选择的电压参考信号和所述输出电流低于所述选择的电流参考信号时，为原边控制器提供一导通信号，导通所述功率开关；在原边控制器中，响应来自副边的所述导通信号，提供一控制信号去导通所述功率开关。优选的，上述开关电源中提供恒压和恒流控制的方法中，还包括：在副边控制器中，接收一输出选择信号；基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择所述目标电压参考信号，以及从多个电流参考信号中选择所述目标电流参考信号。优选的，上述开关电源中提供恒压和恒流控制的方法中，还包括在原边控制器中，当原边绕组中的电流达到一峰值电流参考水平时，截止所述功率开关。优选的，上述开关电源中提供恒压和恒流控制的方法中，还包括所述副边控制器通过一光耦器向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中提供恒压和恒流控制的方法中，还包括所述副边控制器通过第二变压器提供的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。优选的，上述开关电源中提供恒压和恒流控制的方法中，还包括所述原边控制器检测来自副边控制器的导通信号的上升沿或下降沿。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源，其特征在于，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与功率开关耦合，所述副边绕组为负载提供输出；功率开关，与所述变压器的原边绕组耦合；原边控制器，与所述功率开关耦合，所述原边控制器通过控制所述功率开关导通和截止所述原边绕组中的电流；副边控制器，与所述副边绕组耦合，用于提供开关电源的恒流和恒压控制，所述副边控制器被设定为：接收一输出选择信号；基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择一电压参考信号，以及从多个电流参考信号中选择一电流参考信号；监测开关电源的输出电压和输出电流，用于判断所述输出电压是否低于所述选择的电压参考信号，以及所述输出电流是否低于所述选择的电流参考信号；当所述输出电压低于所述选择的电压参考信号且所述输出电流低于所述选择的电流参考信号时，提供一导通信号给原边控制器去导通所述功率开关；其中，原边控制器响应来自副边控制器的导通信号，导通所述功率开关，当原边绕组中的电流达到一原边电流参考水平时，所述原边控制器截止所述功率开关。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，其特征在于，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与功率开关耦合，所述副边绕组为负载提供输出；功率开关，与所述变压器的原边绕组耦合；原边控制器，与所述功率开关耦合，所述原边控制器通过控制所述功率开关导通和截止所述原边绕组中的电流；副边控制器，与所述副边绕组耦合，用于提供开关电源的恒流和恒压控制，所述副边控制器被设定为：接收一输出选择信号，所述输出选择信号用于指定开关电源输出电压水平和所需的不同功率等级的输出电流水平；基于所述输出选择信号，从多个电压参考信号中选择一电压参考信号，以及从多个电流参考信号中选择一电流参考信号；监测开关电源的输出电压和输出电流，用于判断所述输出电压是否低于选择的电压参考信号，以及所述输出电流是否低于选择的电流参考信号；当所述输出电压低于选择的电压参考信号且所述输出电流低于选择的电流参考信号时，提供一导通信号给原边控制器去导通所述功率开关；其中，原边控制器响应来自副边控制器的导通信号，导通所述功率开关，当原边电流达到原边峰值电流参考水平时，所述原边控制器截止所述功率开关。2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器通过光耦合方式向原边控制器提供所述导通信号。3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器通过一光耦器向原边控制器提供所述导通信号。4.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器通过电感耦合方式向原边控制器提供所述导通信号。5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器通过在变压器绕组间的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，当在原边绕组或副边绕组中没有电流时，所述副边控制器向原边控制器提供导通信号。7.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器通过第二变压器提供的电感耦合原边控制器，并向原边控制器提供所述导通信号。8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，当在原边绕组或副边绕组中有电流时，所述副边控制器向原边控制器提供导通信号。9.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述副边控制器还包括：一个或多个输入端，用于接收输出选择信号，所述输出选择信号用于指定开关电源输出电压水平和所需的不同功率等级的输出电流水平；解码电路，用于对所述输出选择信号进行解码；参考信号产生电路，基于所述输出选择信号产生电压参考信号和电流参考信号；电压感应端，获取副边绕组的输出电压的信息；电流感应端，获取副边绕组输出电流的信息；控制电路，包括：第一比较器，耦合于所述电压感应端和所述电压参考信号；第二比较器，耦合于所述电流感应端和所述电流参考信号；逻辑电路，耦合于所述第一比较器和第二比较器，提供所述导通信号；驱动电路，为所述原边控制器提供所述导通信号，导通所述功率开关。10.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，来自副边控制器的所述导通信号是一脉冲信号，所述原边控制器检测所述脉冲信号的上升沿或下降沿。11.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述原边控制器还包括：比较器电路，具有接收来自副边控制器的所述导通信号的一输入端，和耦合于一参考信号的另一输入端；D锁存...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪虎，朱亚江，高超，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31