【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源控制，尤其涉及一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路和一种反激变换器中辅助绕组负端采样方法。
技术介绍
1、反激变换器广泛用于各类消费电子产品，是中小功率电源的主要拓扑。高效率，低噪音的方案对降低系统成本，提高用户体验极其重要。如图1所示，输入为ac交流电压，c1是输入电压整流后滤波电容。变压器t1有三个绕组，分别是原边绕组np，副边绕组ns，辅助绕组na。d1是输出整流管。q1是原边绕组np的主开关管。控制器从辅助绕组na通过整流二极管d2提供获取供电电压vcc。控制器输出驱动电压信号drv驱动主开关管q1的开通和关断。当主开关管q1开通时，变压器t1从输入端存储能量。当主开关管q1关断后，变压器t1释放能量到输出端。控制器通过检测辅助绕组na的信号到zcd可以获取变压器t1的工作电压信息。控制器通过检测采样电阻rcs电压到cs可以获取主开关管q1的工作电流信息。
2、图1中的整流二极管d2通常放到辅助绕组na的正端，通过检测变压器辅助绕组na的电压可以得到变压器副边绕组ns的电压，从而得到反激变换器的输出电压vout，图1反激变换器的工作波形如图2所示，其中drv是开关管q1的驱动电压信号，ip是变压器原边绕组np的电流信号，is是变压器副边绕组ns的电流信号，zcd是过零检测电压信号；由于辅助绕组na的一端接地，而另外一端接整流二极管d2的正端，在去磁阶段，忽略整流二极管d1上压降，根据反激变换器的输出电压vout，计算得到辅助绕组na两端的电压vaux为：
3、；
5、图1中zcd信号引脚电压通过电阻r1和r2分压得到，即zcd信号引脚电压vzcd为：
6、；
7、如图3所示，以输出过压保护为例说明，设置合理的r1和r2值，可将zcd信号引脚电压vzcd控制在比较器的供电电压vddl以内，控制器内部的zcd信号引脚电压vzcd与基准电压vref比较，判断输出电压是否超过设定电压，从而输出触发过压保护。
8、从以上分析可以看出，vcc端的整流二极管d2放到辅助绕组na的正端时，由于辅助绕组na的一端接地，zcd信号引脚电压vzcd也是参考地计算，控制器可以方便处理zcd信号引脚电压vzcd。
9、近年来，随着市场需求的发展和应用场景的变化，电源管理芯片向着小型化、高效率、低功耗、低成本方向发展。vcc端的整流二极管d2放到辅助绕组na的正端的应用，对变压器的要求比较高，需要额外的屏蔽层处理emc问题，不利于变压器小型化与低成本。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路和采样方法，以解决相关技术中存在的vcc端的整流二极管d2放到辅助绕组na的正端的应用，对变压器的要求比较高，需要额外的屏蔽层处理emc问题，不利于变压器小型化与低成本的问题。
2、作为本专利技术的第一个方面，提供一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器包括变压器t1、第一开关管q1、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、采样电阻rcs以及控制器，所述变压器t1包括原边绕组np、副边绕组ns和辅助绕组na，所述辅助绕组na的负端分别连接所述第二整流二极管d2的负极和第一电阻r1的一端，所述第二整流二极管d2的正极接地，所述辅助绕组na的正端分别连接所述第二电阻r2的一端和所述控制器的vcc信号引脚，所述第一电阻r1的另一端和所述第二电阻r2的另一端均连接到所述控制器的zcd信号引脚，所述控制器包括所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路包括第一电压转换电路、第一比较器和电平转换电路，所述第一电压转换电路的输入端连接原始基准电压，所述第一电压转换电路的输出端连接所述第一比较器的负输入端，所述第一比较器的正输入端连接所述控制器的zcd信号引脚，以获取zcd信号引脚电压，所述第一比较器的输出端连接所述电平转换电路；
3、所述第一电压转换电路，用于将所述原始基准电压转换为第一基准电压；
4、所述第一比较器，用于将所述第一基准电压与所述zcd信号引脚电压进行比较，以得到电压比较结果，并将所述电压比较结果通过所述电平转换电路进行转换后输出。
5、进一步地，在去磁阶段，辅助绕组na两端的电压vaux为：
6、；
7、则所述zcd信号引脚电压vzcd为：
8、；
9、其中，vcc为所述控制器的供电电压，vd2为所述第二整流二极管d2的压降；vout为所述反激变换器的输出电压，是辅助绕组na的匝数，副边绕组ns的匝数；vr2为第二电阻r2的压降。
10、进一步地，所述第一电压转换电路包括第一运放、第二开关管q2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述第一运放的正输入端连接所述原始基准电压vref，所述第一运放的负输入端分别连接所述第三电阻r3和所述第二开关管q2的源极，所述第一运放的输出端连接所述第二开关管q2的栅极，所述第二开关管q2的漏极分别连接所述第四电阻r4的一端和所述第一比较器的负输入端，所述第四电阻r4的另一端连接所述控制器的vcc信号引脚；其中，所述第一基准电压vref1的计算公式如下：
11、；
12、其中，vcc为所述控制器的供电电压，vref为所述原始基准电压；
13、所述第一比较器将所述第一基准电压vref1与所述zcd信号引脚电压vzcd进行比较，以得到vout与vref的比较结果；
14、选取合适的第一电阻r1的阻值与第二电阻r2的阻值，将vcc-vzcd控制在vddl范围内，其中，所述第一比较器的电源为vcc，地为vcc-vddl，所述第一比较器的输出高电平为vcc，输出低电平为vcc-vddl，经过所述电平转换电路，将所述第一比较器的输出高电平vcc转换为vddl，输出低电平vcc-vddl转换为0，再将转换后的比较结果送入后级电路处理。
15、作为本专利技术的第二个方面，提供一种反激变换器中辅助绕组负端采样方法，应用于前文所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器中辅助绕组负端采样方法包括：
16、步骤s1：获取原始基准电压和zcd信号引脚电压；
17、步骤s2：将所述原始基准电压转换为第一基准电压；
18、步骤s3：将所述第一基准电压与所述zcd信号引脚电压进行比较，以得到电压比较结果，并将所述电压比较结果进行转换后输出。
19、作为本专利技术的第三个方面，提供一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器包括变压器t1、第一开关管q1、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、采样电阻rcs以及控制器，所述变压器t1包括原边绕组np、副边绕组ns和辅助绕组na，所述辅助绕组na的负端分别连接所述第二整流二极管d2的负极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器包括变压器T1、第一开关管Q1、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、采样电阻Rcs以及控制器，所述变压器T1包括原边绕组Np、副边绕组Ns和辅助绕组Na，其特征在于，所述辅助绕组Na的负端分别连接所述第二整流二极管D2的负极和第一电阻R1的一端，所述第二整流二极管D2的正极接地，所述辅助绕组Na的正端分别连接所述第二电阻R2的一端和所述控制器的VCC信号引脚，所述第一电阻R1的另一端和所述第二电阻R2的另一端均连接到所述控制器的ZCD信号引脚，所述控制器包括所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路包括第一电压转换电路、第一比较器和电平转换电路，所述第一电压转换电路的输入端连接原始基准电压，所述第一电压转换电路的输出端连接所述第一比较器的负输入端，所述第一比较器的正输入端连接所述控制器的ZCD信号引脚，以获取ZCD信号引脚电压，所述第一比较器的输出端连接所述电平转换电路；
2.根据权利要求1所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，在去磁阶
3.根据权利要求2所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述第一电压转换电路包括第一运放、第二开关管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一运放的正输入端连接所述原始基准电压VREF，所述第一运放的负输入端分别连接所述第三电阻R3和所述第二开关管Q2的源极，所述第一运放的输出端连接所述第二开关管Q2的栅极，所述第二开关管Q2的漏极分别连接所述第四电阻R4的一端和所述第一比较器的负输入端，所述第四电阻R4的另一端连接所述控制器的VCC信号引脚；其中，所述第一基准电压VREF1的计算公式如下：
4.一种反激变换器中辅助绕组负端采样方法，应用于权利要求1至3中任意一项所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述反激变换器中辅助绕组负端采样方法包括：
5.一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器包括变压器T1、第一开关管Q1、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、采样电阻Rcs以及控制器，所述变压器T1包括原边绕组Np、副边绕组Ns和辅助绕组Na，其特征在于，所述辅助绕组Na的负端分别连接所述第二整流二极管D2的负极和第一电阻R1的一端，所述第二整流二极管D2的正极接地，所述辅助绕组Na的正端分别连接所述第二电阻R2的一端和所述控制器的VCC信号引脚，所述第一电阻R1的另一端和所述第二电阻R2的另一端均连接到所述控制器的ZCD信号引脚，所述控制器包括所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路包括第二电压转换电路和第二比较器，所述第二电压转换电路的输入端连接所述控制器的ZCD信号引脚，以获取ZCD信号引脚电压VZCD，所述第二电压转换电路的输出端连接所述第二比较器的正输入端，所述第二比较器的负输入端连接原始基准电压VREF，所述第二比较器的输出端连接后级电路；
6.根据权利要求5所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，在去磁阶段，辅助绕组Na两端的电压VAUX为：
7.根据权利要求6所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述第二电压转换电路包括第二运放、第三开关管Q3、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第二运放的负输入端连接所述控制器的ZCD信号引脚，以获取所述ZCD信号引脚电压VZCD，所述第二运放的正输入端分别连接所述第六电阻R6的一端和所述第三开关管Q3的源极，所述第六电阻R6的另一端连接所述控制器的VCC信号引脚，所述第二运放的输出端连接所述第三开关管Q3的栅极，所述第三开关管Q3的漏极分别连接所述第五电阻R5的一端和所述第二比较器的正输入端，所述第五电阻R5的另一端接地；
8.一种反激变换器中辅助绕组负端采样方法，应用于权利要求5至7中任意一项所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述反激变换器中辅助绕组负端采样方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器包括变压器t1、第一开关管q1、第一整流二极管d1、第二整流二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、采样电阻rcs以及控制器，所述变压器t1包括原边绕组np、副边绕组ns和辅助绕组na，其特征在于，所述辅助绕组na的负端分别连接所述第二整流二极管d2的负极和第一电阻r1的一端，所述第二整流二极管d2的正极接地，所述辅助绕组na的正端分别连接所述第二电阻r2的一端和所述控制器的vcc信号引脚，所述第一电阻r1的另一端和所述第二电阻r2的另一端均连接到所述控制器的zcd信号引脚，所述控制器包括所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路，所述反激变换器中辅助绕组负端采样电路包括第一电压转换电路、第一比较器和电平转换电路，所述第一电压转换电路的输入端连接原始基准电压，所述第一电压转换电路的输出端连接所述第一比较器的负输入端，所述第一比较器的正输入端连接所述控制器的zcd信号引脚，以获取zcd信号引脚电压，所述第一比较器的输出端连接所述电平转换电路；
2.根据权利要求1所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，在去磁阶段，辅助绕组na两端的电压vaux为：
3.根据权利要求2所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述第一电压转换电路包括第一运放、第二开关管q2、第三电阻r3和第四电阻r4，所述第一运放的正输入端连接所述原始基准电压vref，所述第一运放的负输入端分别连接所述第三电阻r3和所述第二开关管q2的源极，所述第一运放的输出端连接所述第二开关管q2的栅极，所述第二开关管q2的漏极分别连接所述第四电阻r4的一端和所述第一比较器的负输入端，所述第四电阻r4的另一端连接所述控制器的vcc信号引脚；其中，所述第一基准电压vref1的计算公式如下：
4.一种反激变换器中辅助绕组负端采样方法，应用于权利要求1至3中任意一项所述的反激变换器中辅助绕组负端采样电路，其特征在于，所述反激变换器中辅助绕组负端采样方法包括：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：马任月，钱皓，蒋万如，黄昊丹，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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