输出端掉电检测装置及具有该装置的开关转换电源系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输出端掉电检测装置，包含一控制单元、一变压器及一掉电检测单元；掉电检测单元包含一电压调整器、一掉电检测比较器、一间隙控制开关及一间隙控制器；当开关电源输出端的输出电压小于掉电检测比较器的阈值时，掉电检测比较器输出一输出端掉电检测信号至间隙控制器，间隙控制器控制间隙控制开关导通，进而输出端掉电检测信号通过变压器传输至控制单元。本发明专利技术还公开了一种具有上述输出端掉电检测装置的开关转换电源系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输出端掉电检测装置，具体地说，涉及一种离线式原边调整的AC/DC开关转换电源系统的输出端掉电检测装置。
技术介绍
请参照图1，图1为一现有技术的输出端掉电检测装置的示意图。如图1所示的输出端掉电检测装置包含：一基准电压源LT431、一光耦PC817、二个分压电阻R3、R4及一个限流电阻R5，输出端电压Vout通过电阻R3和R4分压，连接到TL431基准端，TL431的阴极连接光耦的发光二极管的阴极，光耦PC817的发光二极管的阳极通过限流电阻R5连接输出端。正常工作时，输出端电压Vout通过电阻R3和R4分压，光耦PC817的发光二极管的电流受限流电阻R5作用，此时最大；输出端掉电时，跌落后的输出电压Vout为Vout’，Vout’通过电阻R3和R4分压后，光耦PC817的发光二极管的电流很小，接近为0。光耦PC817的接收管集电极连接FB检测器。FB检测器通过判断光耦PC817的接收管集电极电流来确定输出端是否掉电。请参照图2，图2为另一现有技术的输出端掉电检测装置的示意图。如图2所示的输出端掉电检测装置包含：一振荡器、一基准源、一比较器121、一电压调整器122及二个分压电阻R3、R4，输出端电压Vout通过电阻R4连接电压调整器122、基准源和比较器121。电压调整器122提供比较器121和振荡器电源；基准源产生基准电压Vref，基准电压Vref作为电压调整器122和比较器121基准；比较器121通过输出电压Vout与基准电压Vref，判断是否掉电，控制振荡器工作。正常工作时，关闭振荡器；输出端掉电时，跌落后的输出电压Vout为Vout’，Vout’输入比较器121，比较器121输出端发生翻转，去控制振荡器工作；振荡器受比较器121控制，振荡器工作的输出信号经R3耦合到变压器的副边线圈同名端；变压器的原边线圈同名端接收到振荡信号，即掉电检测信号，并通过电阻R1和R2分压后，进入FB检测器。FB检测器通过对收到振荡信号的大小和周期判断，来确定输出端是否掉电。虽然上述两种装置可以实现输出端掉电检测，但是仍然存在以下缺陷：1、第一种方式由于基准电压源LT431和光耦PC817无法集成在一个集成电路内，且成本相对较高；2、第二种方式的基准电压源、调整器、比较器和振荡器可集成在一个集成电路内，仍存在基准电压源需要修调、比较器的阈值需根据开关电源输出不同的电压Vout来调整及振荡器输出动态范围太小等缺点。因此，急需开发一种克服上述缺陷的输出端掉电检测装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种输出端掉电检测装置，应用于一开关转换电源系统，包含一控制单元、一变压器及一掉电检测单元，所述控制单元电性连接于所述变压器的一主边线圈与一原边线圈，所述控制单元与所述主边线圈还电性连接于一开关电源输入端，所述掉电检测单元电性连接于所述变压器的一副边线圈，所述掉电检测单元与所述副边线圈还电性连接于一开关电源输出端，其中，所述掉电检测单元包含：一电压调整器，其输入端电性连接于所述副边线圈的异名端，所述电压调整器的参考端电性连接于所述开关电源输出端；一掉电检测比较器，其一输入端电性连接于所述开关电源输出端，所述掉电检测比较器的另一输入端通过一第一分压电阻电性连接于所述电压调整器的一输出端；一间隙控制开关，其一端电性连接于所述电压调整器的输出端，所述间隙控制开关的另一端电性连接于所述副边线圈的异名端；以及一间隙控制器，电性连接于所述电压调整器的输入端与所述掉电检测比较器的一输出端，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通；其中，当所述开关电源输出端的一输出电压小于所述掉电检测比较器的一阈值时，所述掉电检测比较器输出一输出端掉电检测信号至所述间隙控制器，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通，进而所述输出端掉电检测信号通过所述变压器传输至所述控制单元。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述掉电检测单元还包含一储能电容，所述电压调整器的输出端与所述间隙控制开关的一端通过所述储能电容接地。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述掉电检测单元还包含一第二分压电阻，所述掉电检测比较器的另一输入端通过所述第二分压电阻接地。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述电压调整器的输出端的一输出电压Va＝k1×Vout，k1为大于1的比例系数，其中Vc为所述储能电容电压，Vout为所述开关电源输出端的输出电压。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述掉电检测比较器的阈值为(k1×k2)×Vout，k2为一小于1的比例系数，k2＝R2/(R1+R2)，R1为第一分压电阻阻值；R2为第二分压电阻阻值。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述控制单元包含：一开关信号控制器，电性连接于所述开关电源输入端、所述主边线圈的异名端及所述原边线圈的同名端；一功率开关管，其控制极电性连接于所述开关信号控制器，所述功率开关管的高压极电性连接于所述主边线圈的同名端，所述功率开关管的低压极电性连接于所述开关信号控制器与一电流采样电阻；一FB检测器，其输入端分别通过一第三分压电阻电性连接于所述原边线圈的同名端与所述开关信号控制器，所述FB检测器的输入端还通过一第四分压电阻接地，所述FB检测器的输出端电性连接于所述开关信号控制器；其中，所述FB检测器接收所述原边线圈感应到的所述掉电检测信号并产生一控制信号，所述开关信号控制器根据所述控制信号控制所述功率开关管导通以及导通时间。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述FB检测器接收至少两次所述掉电检测信号后产生所述控制信号。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述掉电检测比较器为一无需基准电压的开关电源输出端掉电检测比较器。上述的输出端掉电检测装置，其中，所述功率开关管为一MOS型功率开关管或为一双极型功率开关管。本专利技术还提供了一种开关转换电源系统，其中，包含上述中任一项所述的输出端掉电检测装置。本专利技术的输出端掉电检测装置针对于现有技术其功效在于：(1)掉电检测单元能够集成于一集成电路中，且成本较低，无需基准电压源修调；(2)掉电检测比较器的阈值无需根据开关电源输出不同的电压Vout来调整。具有本专利技术输出端掉电检测装置的开关转换电源系统，只要保证在无负载工作时输出端电压纹波，休眠时间可以设计的很长。一旦出现开关电源输出端掉电，掉电检测装置就控制开关功率管迅速导通以及合适的导通时间，从而可实现极低的待机功耗，同时具有优良的重启输出动态性能。附图说明图1为一现有技术的输出端掉电检测装置的示意图；图2为另一现有技术的输出端掉电检测装置的示意图；图3为本专利技术输出端掉电检测装置的示意图。其中，附图标记：11：控制单元111：开关信号控制器112：FB检测器12：掉电检测单元121：掉电检测比较器122：电压调整器i：电压调整器输入端c：电压调整器参考端o：电压调整器输出端123：间隙控制器SW：间隙控制开关T：变压器NP：主边线圈NA：原边线圈NS：副边线圈in：开关电源输入端Vin:开关电源输入端的输入电压out：开关电源输出端Vout:开关电源输出端的输出电压R1、R2、R3、R4：分压电阻Rcs：电流采样电阻C：储能电容Co：滤波电容Q：功率开关管Va：电压调整器的输出电压k1、k2：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出端掉电检测装置，应用于一开关转换电源系统，包含一控制单元、一变压器及一掉电检测单元，所述控制单元电性连接于所述变压器的一主边线圈与一原边线圈，所述控制单元与所述主边线圈还电性连接于一开关电源输入端，所述掉电检测单元电性连接于所述变压器的一副边线圈，所述掉电检测单元与所述副边线圈还电性连接于一开关电源输出端，其特征在于，所述掉电检测单元包含：一电压调整器，其输入端电性连接于所述副边线圈的异名端，所述电压调整器的参考端电性连接于所述开关电源输出端；一掉电检测比较器，其一输入端电性连接于所述开关电源输出端，所述掉电检测比较器的另一输入端通过一第一分压电阻电性连接于所述电压调整器的一输出端；一间隙控制开关，其一端电性连接于所述电压调整器的输出端，所述间隙控制开关的另一端电性连接于所述副边线圈的异名端；以及一间隙控制器，电性连接于所述电压调整器的输入端与所述掉电检测比较器的一输出端，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通；其中，当所述开关电源输出端的一输出电压小于所述掉电检测比较器的一阈值时，所述掉电检测比较器输出一输出端掉电检测信号至所述间隙控制器，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通，进而所述输出端掉电检测信号通过所述变压器传输至所述控制单元。...

【技术特征摘要】
1.一种输出端掉电检测装置，应用于一开关转换电源系统，包含一控制单元、一变压器及一掉电检测单元，所述控制单元电性连接于所述变压器的一主边线圈与一原边线圈，所述控制单元与所述主边线圈还电性连接于一开关电源输入端，所述掉电检测单元电性连接于所述变压器的一副边线圈，所述掉电检测单元与所述副边线圈还电性连接于一开关电源输出端，其特征在于，所述掉电检测单元包含：一电压调整器，其输入端电性连接于所述副边线圈的异名端，所述电压调整器的参考端电性连接于所述开关电源输出端；一掉电检测比较器，其一输入端电性连接于所述开关电源输出端，所述掉电检测比较器的另一输入端通过一第一分压电阻电性连接于所述电压调整器的一输出端；一间隙控制开关，其一端电性连接于所述电压调整器的输出端，所述间隙控制开关的另一端电性连接于所述副边线圈的异名端；以及一间隙控制器，电性连接于所述电压调整器的输入端与所述掉电检测比较器的一输出端，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通；其中，当所述开关电源输出端的一输出电压小于所述掉电检测比较器的一阈值时，所述掉电检测比较器输出一输出端掉电检测信号至所述间隙控制器，所述间隙控制器控制所述间隙控制开关导通，进而所述输出端掉电检测信号通过所述变压器传输至所述控制单元。2.如权利要求1所述的输出端掉电检测装置，其特征在于，所述掉电检测单元还包含一储能电容，所述电压调整器的输出端与所述间隙控制开关的一端通过所述储能电容接地。3.如权利要求2所述的输出端掉电检测装置，其特征在于，所述掉电检测单元还包含一第二分压电阻，所述掉电检测比较器的另一输入端通过所述第二分压电阻接地。4.如权利要求3所述的输出端掉电检测装置，其特征在于，所述电压调整器的输出端的一输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍广虎，
申请(专利权)人：无锡市晶源微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32