CN104201897B - 一种开关电源的动态过程检测方法和快速响应电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开关电源快速响应电路和动态过程检测方法,既能得到高的输出电压精度又具有快的动态响应速度。不仅具有副边反馈控制方式的输出电压精度,在输出负载突然发生变化的动态过程中,它能够快速检测到这一事件的发生并在副边电压负反馈之前动作,及时调节输出电压,从而又具有原边反馈一样的动态响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源的动态过程检测方法和快速响应电路,特别涉及副边反馈开关电源的动态过程检测方法和快速响应电路。
背景技术
随着开关电源技术的不断发展,开关电源已成为用电器的主要供电电源,并且用变压器实现电器隔离来提高安全性。图1是常用的副边反馈控制的反激式开关电源,电阻R1和R2是输出电压采样电阻,它们的分压作为TL431的输入信号,该信号经过由TL431和光耦组成的跨导放大器放大后传输到控制芯片的FB输入端。所以FB端口的电压VFB反映了电源输出电压VOUT的大小,常称为电压反馈环路,又因为是从变压器的副边感应反馈输出电压,所以又可称为副边电压反馈环路。控制器根据VFB的大小调制GATE输出的占空比大小来控制输出电压,当输出电压VOUT偏高时光耦从FB引脚抽取更多的电流,使VFB下降,GATE输出的占空比变小,输出电压VOUT逐渐下降;当输出电压偏小时光耦从FB引脚抽取更小的电流,使VFB增加,GATE输出的占空比变大,输出电压VOUT逐渐增加。因此通过环路的不断调整使输出电压稳定在设定的值。由于这种副边控制是从输出端直接采样电压,可使得输出电压精度很高,所以大量使用在对输出电压精度要求高的应用中。但是副边控制的电压反馈环路的带宽限制了动态响应的速度,为了使得输出电压精度高、环路稳定性好,反馈环路的带宽受限,以及为了满足低待机功耗FB处的摆率受限,使得电源输出VOUT的负载突变时,即出现动态过程,响应速度慢而使得输出变化幅度很大。特别地,随着人们对环保意识的增强,为了提高较轻负载的效率和减小待机功耗,现在的电源控制器在轻负载时常设定降频模式,在某个载(如半载)以下时芯片的工作频率随着负载的减小,控制器的工作频率逐渐减小,从而减小开关损耗和空载功耗,但是由于轻负载和空载时频率的减小使得输出动态响应更差。
为了减小TL431和光耦带来的成本和功耗以及带宽的限制,如图2所示的原边反馈控制器解决了这些问题,具有自己的控制优势。它在变压器消磁时通过采样辅助绕组的端口电压VA来采样输出电压,因为变压器的次边绕组与辅助绕组是同向的,在变压器消磁时两个端口电压的VS与VA成比例关系,即:其中NA和NS分别是变压器辅助绕组和次边绕组的匝数。又VOUT与VS只相差一个二极管压降,只要采样时将该压降补偿而抵消掉后,电压VA就与输出电压VOUT成正比,所以控制器在FB端口采样VA的分压后的电压就反映了输出电压的大小。通过调节GATE的占空比来调节FB处的采样电压就可以控制输出电压在设定的值。由于输出电压是通过变压器的绕组在原边反馈回来的,所以称为原边反馈控制。变压器的反馈是磁的传播,速度非常快,几乎无延时,所以原边反馈可以快速地采样输出电压,并对输出电压进行调节。所以频率在音频22K以上的原边反馈控制具有很好的快速动态响应,然而由于输出二极管在不同电流、温度下的压降不一样,并且它的大小改变直接影响输出电压的大小,另外变压器匝数、分压电阻RS和RS1的精度也直接影响输出电压的精度,所以原边反馈控制方式的输出电压精度远不如副边控制方式的。
发明内容
1、本发明的一个目的是提供一种快速响应电路,包括:控制器的FR端、控制器的FB端、控制器的CS端和控制器的GATE端、输出电压采样电路、比较判断电路、控制信号产生电路、PWM信号产生器和电流产生电路;
所述的输出电压采样电路的第一输入端口与所述的控制器的FR端相连,第二输入端口与所述的控制器的GATE端相连;所述的输出电压采样电路的第一输出端口与所述的比较判断电路的第一输入端口相连,所述的输出电压采样电路的第二输出端口与所述的比较判断电路的第二输入端口相连;所述的输出电压采样电路不仅每周期采样并保存当前周期的采样电压,而且还保存当前周期之前的周期的采样电压,并将保存的采样电压传送给所述的比较判断电路;
所述的比较判断电路的第一输入端口和第二输入端口分别接收来自所述输出电压采样电路第一输出端口和第二输出端口的采样电压,并根据采样电压的大小来判断是否发生动态事件,并将快速响应有效信号通过比较判断电路的输出端口发送给所述的控制信号产生电路;
所述的控制信号产生电路的第一输入端口接收到来自所述比较判断电路的快速响应有效信号后,会产生两路快速响应控制脉冲信号,第一路控制信号通过控制信号产生电路的第一输出端口传送给PWM信号产生器的第一输入端口,第二路控制信号通过控制信号产生电路的第二输出端口传送给电流产生电路的输入端口;控制信号产生电路的第二输入端口接收来自所述的PWM信号产生器的第二输出端口的工作时钟信号;
所述的PWM信号产生器的第二输入端口与所述控制器的FB端相连,第三输入端口与所述控制器的CS引脚相连,所述的PWM信号产生器的第一输出端口与所述控制器的GATE端相连;所述的PWM信号产生器接收到所述的第一路控制信号后,迅速提升所述控制器的GATE端的输出占空比;
所述的电流产生电路的输入端接收到所述的第二路控制信号后,产生大电流给所述的控制器的FB端充电。
优选的,所述的输出电压采样电路包括脉冲发生器、第一传输门、第二传输门、第一电容、第二电容、电压跟随器、和循环计数器;所述第一传输门的第一传输端口与所述输出电压采样电路的第一输入端口连接,所述第一传输门的正负控制端口分别与脉冲发生器的有效高低电平输出端口相连;所述第一传输门的第二传输端口分别于电压跟随器的正输入端、第一电容的正输入端和输出电压采样电路的第一输出端相连;所述电压跟随器的输出端口、所述电压跟随器的负输入端口和所述第二传输门的第一传输端口相连;所述的第二传输门的正负控制端口分别与所述循环计数器的有效正负输出端口相连;所述的第二传输门的第二传输端口、所述第二电容的正端与所述输出电压采样电路的第二输出端口相连;第一电容的负端和第二电容的负端连接到“地”;所述脉冲发生器的输入端口和所述循环计数器的输入端口与所述输出电压采样电路的第二输入端口相连。
优选的,所述的第一电容保存当前周期的电压,所述的第二电容保存当前周期之前1~4个周期的电压。
优选的,所述的比较判断电路包括第一P沟道MOS管、第二P沟道MOS管、第五电阻、电流镜和第一比较器;第一MOS管的栅极与所述比较判断电路的第一输入端口相连,第一MOS管的漏极接“地”,第一MOS管的源极与第五电阻的第二端口相连;第二MOS管的栅极与所述比较判断电路的第二输入端口相连,第二MOS管的漏极接“地”,第二MOS管的的源极分别与第一比较器负输入端口和电流镜输出端口相连;第五电阻的第一端口、电流镜输出端口与第一比较器正输入端口相连;第一比较器输出端口与所述比较判断电路的输出端口相连。
优选的,所述控制信号产生电路包括:第一RS触发器和控制脉宽计数器;第一RS触发器的触发端口S与所述的控制信号产生电路的第一输入端口相连;控制脉宽计数器的输入端口与第一RS触发器输出端口Q相连,第一输出端口与第一RS触发器的触发端口R相连,控制脉宽计数器的第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口分别与所述控制信号产生电路的第二输出端口、第一输出端口和第二输入端口相连。
优选的,所述PWM信号产生器包括三极管、第一电阻、第三电阻和第四电阻、第二比较器、振荡器、第二RS触发器和第四P沟道MOS管;三极管的基极、三极管集电极和第一电阻的第二端口分别与所述PWM信号产生器的第二输入端口相连;三极管的发射极、第三电阻的第一端口和第四P沟道MOS管的漏极分别与振荡器的输入端口相连;第三电阻的第二端口和第四电阻的第一端口与第二比较器的正输入端口相连;第二比较器的负输入端口与所述PWM信号产生器的第三输入端口相连,第二比较器的输出端口与第二触发器置端口R相连;振荡器的输出端口分别与第二RS触发器的端口S和PWM信号产生器的第二输出端口相连;第二RS触发器输出端口Q与PWM信号产生器的第一输出端口相连;第一电阻的第一端口和第四P沟道MOS管的源极接内部电源VCC;第四电阻R4第二端口接“地”。
优选的,所述电流产生电路包括第三P沟道开关管和第二电阻;第三P沟道开关管的漏极与第二电阻的第一端口相连,第三P沟道开关管的栅极与所述电流产生电路的输入端口相连,第三P沟道开关管的源极接内部电源VCC;第二电阻的第二端口与所述电流产生电路的输出端口相连。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述快速响应电路的动态过程检测方法,所述方法包括:
所述的输出电压采样电路通过采样变压器辅助绕组的分压来感应输出电压的变化,称为第一原边电压反馈环路,所述的第一原边电压反馈环路不仅每周期采样并保存当前周期的采样电压,而且还保存当前周期的之前1~4个周期的采样电压;所述输出电压采样电路将当前周期和前1~4个周期的采样电压传送给所述比较判断电路;
所述的比较判断电路根据前1~4个周期的采样电压和当前周期的采样电压的大小来判断输出是否发生动态过程,若前1个至4个周期的采样电压比与当前周期采样电压的差值大于ΔV,ΔV是一个设定的基准电压,则认为输出发生动态事件,并发出快速响应有效信号给控制信号产生电路;
所述的控制信号产生电路接收到来自所述比较判断电路的快速响应有效信号后,会产生两路快速响应控制脉冲信号,第一路控制信号传送给PWM信号产生器,第二路控制信号传送给电流产生电路;
所述的PWM信号产生器接收到所述第一路控制信号后,迅速提升GATE的输出占空比;
所述的电流产生电路接收到所述第二路控制信号后,产生大电流给副边电压反馈环路的控制器输入端FB充电,提高FB端口的电压。
所述第一路控制脉冲信号使得控制器输出占空比迅速增加,可遏制电源输出电压由于突然加载而下掉的趋势,所述第二路控制信号使得FB端口电压增加,从而所述第一路控制脉冲信号消失后还能维持大的占空比,电源输出电压快速地恢复到设定值,实现了快速动态响应的目的。
控制器的FB引脚为第二副边电压反馈环路的反馈端口,第二副边电压反馈环路由TL431、采样电阻、补偿电容形成的输出电压采样网络和光耦构成。第二副边电压反馈环路保证了高的电源输出电压精度,同时又可以通过第一原边电压反馈环路大大提高输出电压的动态响应速度,并且这种快速响应速度的提高是短时间作用,之后又由第二副边反馈环路自行调节输出电压,避免了第一原边电压反馈环路对第二副边电压反馈的长期强制作用,从而不会影响稳态时的输出电压。
本发明所述的一种开关电源动态过程检测方法和快速响应电路,既能得到高的输出电压精度又具有快的动态响应速度。不仅具有副边反馈控制方式的输出电压精度,在输出负载突然发生变化的动态过程中,它能够快速检测到这一事件的发生并在副边电压负反馈之前动作,及时调节输出电压,从而又具有原边反馈一样的动态响应速度。
附图说明
图1为副边反馈控制的反激式开关电源的应用电路图
图2为原边反馈控制的反激式开关电源的应用电路图
图3为包含本发明动态过程检测和快速响应电路的控制器的应用电路图
图4为本发明实施例一所述的快速响应电路的原理图
图5为本发明电压采样模块的对输出电压的采样波形
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一
图4是实施例一的电路原理图。一种开关电源的快速响应电路,包括:包括控制器的FR端、控制器的FB端、控制器的CS端、控制器的GATE端、输出电压采样电路101、比较判断电路102、控制信号产生电路103、PWM信号产生器104、电流产生电路105。输出电压采样电路有两个输入端口D11和D14,两个输出端口D12和D13,输入端口D11与控制器的FR引脚相连,另一个输入端口D14与GATE引脚相连,两个输出端口D12和D13分别输出Vo_new和Vo_old信号给比较判断电路102的两个输入端口;比较判断电路102的另一个输出端口输出Vo_fast信号给控制信号产生电路103的一个输入端口;103的另一个输入端口接收来自PWM信号产生器104的CLK信号,另外,103还有两个输出端口,一个输出FC1控制信号给PWM信号产生器104,另一个输出FC2控制信号给电流产生电路105;PWM信号产生器104的一个输出端口与控制器的GATE引脚相连;电流产生电路的一个数端口与控制器的FB端口以及PWM信号产生器104的一个输入端口相连。
输出电压采样电路101包括:脉冲发生器、传输门TG1、保存当前周期的电压采样电容C1、电压跟随器OPA、传输门TG2、当前周期之前1~4个周期电压保存电容C2、循环计数器。传输门TG1的第一传输端口A1与D11端口连接,正负控制端口分别与脉冲发生器的有效高低电平输出端口相连;TG1的第二传输端口B1、OPA的正输入端、电容C1的正输入端与D12端口一起相连;OPA的输出端口、OPA的负输入端口与传输门TG2的第一传输端口A2相连;传输门TG2的正负控制端口分别与循环计数器的有效正负输出端口相连;TG2的第二传输端口B2、电容C2的正端与D13端口相连;电容C1和C2各自的负端口连接到“地”;脉冲发生器和循环计数器的输入端口与D14相连。
所述比较判断电路102包括:电位平移P沟道MOS管MP1和MP2、回差设置电阻R5、电流镜、比较器CMP1。MP1的栅极与D21端口相连,漏极接“地”,源极与电阻R5的第二端口相连;MP2的栅极与D22端口相连,漏极接“地”,源极与比较器负输入端口、电流镜输出端口相连;电阻R5的第一端、电流镜输出端口与比较器正输入端口相连;比较器输出端口与D23端口相连。
所述控制信号产生电路103包括:RS触发器RS1、控制脉宽计数器。触发器RS1的“1”触发端口S与D31端口相连;控制脉宽计数器的输入端口与RS触发器输出端口Q相连,第一输出端口与RS1触发器的“0”触发端口R相连,另外三个端口分别与端口D32、D33、D34相连。
所述PWM信号产生器104包括:电平移位三极管Q1、上拉电阻R1、分压电阻R3和R4、PWM比较器CMP2、振荡器、RS触发器RS2、P沟道MOS管MP4。三极管Q1的基极、集电极、电阻R1的第二端口与D41端口相连;三极管的发射极、电阻R3的第一端口、P沟道MOS管MP4的漏极与振荡器的输入端口相连;电阻R3的第二端口、R4的第一端口与PWM比较器CMP2的正输入端口相连;比较器的负输入端口与D42端口相连,输出端口与触发器RS2的置“0”端口R相连;振荡器的输出端口与触发器RS2的置“1”端口S、D44端口相连;触发器RS2输出端口Q与D45端口相连;电阻R1第一端口和MP4源极接内部电源VCC;电阻R4第二端口接“地”。
所述电流产生电路105包括:P沟道开关管MP3、电阻R2。MP3的漏极与电阻R2的第一端口相连,栅极与D52端口相连,源极接内部电源VCC;电阻R2的第二端口与D51端口相连。
各电路模块的工作原理如下:
所述输出电压采样电路101的工作原理:在GATE变为低电平后,FR出现消磁的电压波形,它的大小反映了电源输出电压的大小,延迟一小段采样延迟时间后脉冲发生器发出脉冲信号,开通传输门一小段时间通过电容C1把FR的电压大小保存下来,采样过程的波形如图5所示;电压跟随器OPA把C1的电压进行复制,以提供一定的驱动能力;循环计数器每4个(不限定)周期开通一次传输门TG2,使电容C2上的电压等于电容C1上的电压。所以101的作用就是,每个周期(不限定)电容C1采样电源的输出电压,每4个周期电容C2复制一次C1上的电压,这样一来,C2上保存的电压就是刚刚过去的1~4个周期前的输出电压。
所述比较判断电路102的工作原理:P沟道MOS管MP1和MP2的栅极分别接收电容C1和电容C2上的电压,MP1和MP2的作用是分别对C1和C2上的电压进行电位平移,即在C1和C2的电压上分别叠加一个相同的PMOS管的源栅电压VSG,电流镜产生的电流在电阻R5上产生一个小电压ΔV,从而比较器输入正端的电压减去输入负端的电压等于电容C1上的电压Vo_new与ΔV之和再减去电容C2上的电压Vo_old,也就是说Vo_new与Vo_old相同的情况下,比较器CMP1的正输入端电压要比负输入端的高出ΔV,那么只有当Vo_new比Vo_old低出ΔV时比较器CMP1的输出变为低电平,表示电源输出电压出现较大的跌落了。
所述控制信号产生电路103的工作原理:当电源输出电压出现较大跌落时,会把触发器RS1触发成“1”状态,即把电源输出电压出现较大跌落这一事件记录下来。紧接着,控制脉宽计时器输出两路控制信号FC1和FC2,它们是低电平有效。103的输入端口D34接收芯片工作时钟信号CLK,时钟周期T作为FC1和FC2的最小单位时间。FC1和FC2有效信号消失后,触发器RS1又被置成“0”状态,再次等待动态事件的发生。
所述PWM信号产生器104的工作原理:上拉电阻R1、电位平移三级管Q1、分压电阻R3和R4、比较器CMP2、触发器RS2一起组成常用的PWM信号产生电路,控制GATE端口输出脉宽的占空比来稳定输出电源的电压。振荡器的频率也受FB端口电压的控制,可根据负载的大小控制芯片的工作频率,优化轻负载时的效率。MP4的栅极变为低电平时,三极管发射极电压迅速提高,从而频率迅速增加;CMP2的正输入端口的电压迅速增加,从而CS端口峰值电流迅速增加。那么,GATE的占空比和频率都迅速增加。
所述电流产生电路105的工作原理:P沟道MOS管MP3的栅极变为低电平后,MP3导通,那么电源VCC通过较小的电阻R2产生的电路IFB给FB端口外接的补偿电容迅速充电。
可见,以上5个模块电路共同完成了输出电压突然跌落这一动态过程的检测、控制信号的发出和快速响应这一系列的任务。通过FR端口采样输出电压的大小,并且本周期采样到的电压要与之前采样得到的电压进行比较,只有本周采样的电压比以前的低ΔV以上才认为是输出电压出现大的跌落。ΔV适当设计就可以避免干扰等原因引起的输出电压跌落而误判为动态过程的跌落的情况。在104中通过P沟道MOS管MP4导通,迅速提高频率和占空比,可以立刻遏制输出电压由于突然加载而出现较大跌落的趋势。因为这种迅速提高占空比的方式是强制性的,是不顾及FB端口的反馈电压的,是开环的,所以不能长期地这样强制性提高频率和占空比,否则有可能使电源的输出电压充电过高而损坏电源,过一段时间后必须撤销这种强制作用让环路的负反馈作用自动调节电源输出电压。然而104中强制提高占空比和频率的信号撤销后,FB端口的电压可能由于外接补偿电容大而没有上升到所需要的电压,使得占空比和频率再次降低,输出电压再次跌落。从而,在105中通过给FB端口外接的电容充电来迅速提高FB端口的电压,等到104中的强制作用撤销后占空比和频率不会再次降低,而是由FB端口的反馈来自动调节输出电压。所以104和105共同完成了快速响应的过程,既能立刻遏制输出电压跌落的趋势而使得跌落幅度小,又能最终通过环路的自身调节输出电压,防止了强制性的调节过度。到达了快速响应快、准、狠的有益效果。
实施例二
本实施例在于提出一种利用实施例一中所述电路的动态过程检测方法,其特征在于:
输出电压采样电路通过采样变压器辅助绕组的分压(即所述控制器FR引脚出的信号电压)来感应输出电压的变化,不仅每周期采样并保存当前周期的采样电压,而且还保存前一个或几个周期的采样电压;所述输出电压采样电路将当前周期和当前周期之前1~4个周期的采样电压传送给所述比较判断电路,然后所述比较判断电路根据这两个电压的大小来判断输出是否发生动态过程,若前1个至4个周期的采样电压比与当前周期采样电压的差值大于ΔV,ΔV是一个设定的基准电压(例如50mV),则认为输出发生动态事件,并发出快速响应有效信号给控制信号产生电路;
所述控制信号产生电路接收到来自所述比较判断电路的快速响应有效信号后,会产生两路快速响应控制脉冲信号,第一路控制信号传送给PWM信号产生器,第二路控制信号传送给电流产生电路;
所述PWM信号产生器接收到所述第一路控制信号后,迅速提升GATE的输出占空比;
所述电流产生电路接收到所述第二路控制信号后,产生大电流给副边电压反馈环路的控制器输入端FB充电,提高FB端口的电压。
本发明的实施方式不限于此,按照本发明的上述内容,利用本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更,均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种开关电源的快速响应电路,其特征在于:包括控制器的FR端、控制器的FB端、控制器的CS端、控制器的GATE端、输出电压采样电路、比较判断电路、控制信号产生电路、PWM信号产生器和电流产生电路;
所述的输出电压采样电路的第一输入端口与所述的控制器的FR端相连,第二输入端口与所述的控制器的GATE端相连;所述的输出电压采样电路的第一输出端口与所述的比较判断电路的第一输入端口相连,所述的输出电压采样电路的第二输出端口与所述的比较判断电路的第二输入端口相连;所述的输出电压采样电路不仅每周期采样并保存当前周期的采样电压,而且还保存当前周期之前的周期的采样电压,并将保存的采样电压传送给所述的比较判断电路;
所述的比较判断电路的第一输入端口和第二输入端口分别接收来自所述输出电压采样电路第一输出端口和第二输出端口的采样电压,并根据采样电压的大小来判断是否发生动态事件,并将快速响应有效信号通过比较判断电路的输出端口发送给所述的控制信号产生电路;
所述的控制信号产生电路的第一输入端口接收到来自所述比较判断电路的快速响应有效信号后,会产生两路快速响应控制脉冲信号,第一路控制信号通过控制信号产生电路的第一输出端口传送给PWM信号产生器的第一输入端口,第二路控制信号通过控制信号产生电路的第二输出端口传送给电流产生电路的输入端口;控制信号产生电路的第二输入端口接收来自所述的PWM信号产生器的第二输出端口的工作时钟信号;
所述的PWM信号产生器的第二输入端口与所述控制器的FB端相连,第三输入端口与所述控制器的CS引脚相连,所述的PWM信号产生器的第一输出端口与所述控制器的GATE端相连;所述的PWM信号产生器接收到所述的第一路控制信号后,迅速提升所述控制器的GATE端的输出占空比;
所述的电流产生电路的输入端接收到所述的第二路控制信号后,产生大电流给所述的控制器的FB端充电。
2.根据权利要求1所述的快速响应电路,其特征在于:所述的输出电压采样电路包括脉冲发生器、第一传输门、第二传输门、第一电容、第二电容、电压跟随器、和循环计数器;所述第一传输门的第一传输端口与所述输出电压采样电路的第一输入端口连接,所述第一传输门的正负控制端口分别与脉冲发生器的有效高低电平输出端口相连;所述第一传输门的第二传输端口分别于电压跟随器的正输入端、第一电容的正输入端和输出电压采样电路的第一输出端相连;所述电压跟随器的输出端口、所述电压跟随器的负输入端口和所述第二传输门的第一传输端口相连;所述的第二传输门的正负控制端口分别与所述循环计数器的有效正负输出端口相连;所述的第二传输门的第二传输端口、所述第二电容的正端与所述输出电压采样电路的第二输出端口相连;第一电容的负端和第二电容的负端连接到“地”;所述脉冲发生器的输入端口和所述循环计数器的输入端口与所述输出电压采样电路的第二输入端口相连。
3.根据权利要求2所述的快速响应电路,其特征在于:所述的第一电容保存当前周期的电压,所述的第二电容保存当前周期之前1~4个周期的电压。
4.根据权利要求1所述的快速响应电路,其特征在于:所述的比较判断电路包括第一P沟道MOS管、第二P沟道MOS管、第五电阻、电流镜和第一比较器;第一MOS管的栅极与所述比较判断电路的第一输入端口相连,第一MOS管的漏极接“地”,第一MOS管的源极与第五电阻的第二端口相连;第二MOS管的栅极与所述比较判断电路的第二输入端口相连,第二MOS管的漏极接“地”,第二MOS管的的源极分别与第一比较器负输入端口和电流镜输出端口相连;第五电阻的第一端口、电流镜输出端口与第一比较器正输入端口相连;第一比较器输出端口与所述比较判断电路的输出端口相连。
5.根据权利要求1所述的快速响应电路,其特征在于:所述控制信号产生电路包括:第一RS触发器和控制脉宽计数器;第一RS触发器的触发端口S与所述的控制信号产生电路的第一输入端口相连;控制脉宽计数器的输入端口与第一RS触发器输出端口Q相连,控制脉宽计数器的第一输出端口与第一RS触发器的触发端口R相连,控制脉宽计数器的第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口分别与所述控制信号产生电路的第二输出端口、第一输出端口和第二输入端口相连。
6.根据权利要求1所述的快速响应电路,其特征在于:所述PWM信号产生器包括三极管、第一电阻、第三电阻和第四电阻、第二比较器、振荡器、第二RS触发器和第四P沟道MOS管;三极管的基极、三极管集电极和第一电阻的第二端口分别与所述PWM信号产生器的第二输入端口相连;三极管的发射极、第三电阻的第一端口和第四P沟道MOS管的漏极分别与振荡器的输入端口相连;第三电阻的第二端口和第四电阻的第一端口与第二比较器的正输入端口相连;第二比较器的负输入端口与所述PWM信号产生器的第三输入端口相连,第二比较器的输出端口与第二触发器置端口R相连;振荡器的输出端口分别与第二RS触发器的端口S和PWM信号产生器的第二输出端口相连;第二RS触发器输出端口Q与PWM信号产生器的第一输出端口相连;第一电阻的第一端口和第四P沟道MOS管的源极接内部电源VCC;第四电阻R4第二端口接“地”。
7.根据权利要求1所述的快速响应电路,其特征在于:所述电流产生电路包括第三P沟道开关管和第二电阻;第三P沟道开关管的漏极与第二电阻的第一端口相连,第三P沟道开关管的栅极与所述电流产生电路的输入端口相连,第三P沟道开关管的源极接内部电源VCC;第二电阻的第二端口与所述电流产生电路的输出端口相连。
8.一种利用权利要求1-7任一项所述的快速响应电路的动态过程检测方法,其特征在于:
所述的输出电压采样电路通过采样变压器辅助绕组的分压来感应输出电压的变化,称为第一原边电压反馈环路,所述的第一原边电压反馈环路不仅每周期采样并保存当前周期的采样电压,而且还保存当前周期的之前1~4个周期的采样电压;所述输出电压采样电路将当前周期和前1~4个周期的采样电压传送给所述比较判断电路;
所述的比较判断电路根据前1~4个周期的采样电压和当前周期的采样电压的大小来判断输出是否发生动态过程,若前1个至4个周期的采样电压比与当前周期采样电压的差值大于ΔV,ΔV是一个设定的基准电压,则认为输出发生动态事件,并发出快速响应有效信号给控制信号产生电路;
所述的控制信号产生电路接收到来自所述比较判断电路的快速响应有效信号后,会产生两路快速响应控制脉冲信号,第一路控制信号传送给PWM信号产生器,第二路控制信号传送给电流产生电路;
所述的PWM信号产生器接收到所述第一路控制信号后,迅速提升GATE的输出占空比;
所述的电流产生电路接收到所述第二路控制信号后,产生大电流给副边电压反馈环路的控制器输入端FB充电,提高FB端口的电压。
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CN201410439149.XA CN104201897B (zh) | 2014-08-31 | 2014-08-31 | 一种开关电源的动态过程检测方法和快速响应电路 |
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