CN2798407Y - 开机时减少突波电流的交换式电源供应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为交换式电源供应器提供一种开机时减少突波电流之电路设计，该交换式电源供应器原本包含一参考电压产生器、一误差放大器、一振荡器、一锯齿波产生器、一PWM比较器、一R－S正反器、一功率MOS开关及一整流滤波电路，取该整流滤波电路输出之分压而回授至该误差放大器；该电路设计则加上一过冲(overshoot)放大器及一与门(AND gate)。

Description

开机时减少突波电流的交换式电源供应器
技术领域
本实用新型涉及PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)交换式电源供应器之改良，尤其是指交换式电源供应器开机时减少突波电流之设计。
背景技术
请见图一，为一PWM(Pulse Width Modulation)升压式交换式电源供应器之电路图，包含一参考电压产生器1、一误差放大器2、一振荡器3、一锯齿波产生器4、一PWM比较器5、一R-S正反器6、一功率MOS开关7，并搭配后面的整流滤波电路如电感器8、二极管9、电容器10、电阻器11与12等而组成，其联机如图所示。
开机之初，输出电压V0是零，整体回路尚未进入稳定状态。参考电压产生器1所产生的一参考电压FB_vref在D点输出至误差放大器2的「+」端，误差放大器2的「-」端则输入输出电压V0的分压C点的回授电压，起初是零电压，因此误差放大器2的输出较大。误差放大器2的输出送到PWM比较器5的「-」端，与锯齿波产生器4的输出比较，其波形如图二所示。
请见图二，列出振荡器3、锯齿波产生器4、PWM比较器5、R-S正反器6的输出波形(即图一A、E、G、B点的波形)，并在锯齿波产生器4输出波形上(E点)示出误差放大器2的输出波形F。误差放大器2的输出波形(F点)高于锯齿波产生器4的输出波形(E点)时，PWM比较器5的输出(G点)是零电压；误差放大器2的输出波形一旦低于锯齿波产生器4的输出波形时，PWM比较器5则输出一方波。R-S正反器6的输出波形(B点)刚好与G点相反，PWM比较器5输出方波时，触发R-S正反器6的「R」端，使R-S正反器6的输出为零电压；PWM比较器5是零电压时，振荡器3则触发R-S正反器6的「S」端，使R-S正反器6的输出为高电压。R-S正反器6输出的高电压经B点(见图一)打开功率MOS开关7，使电流流通，于是达成对电容器10的充电，使V0产生输出。V0的分压经C点(见图一)回授到误差放大器2后，使误差放大器2的输出变小。但即使误差放大器2的输出变小，因振荡器3周期性输出信号，还是在R-S正反器6的输出产生脉冲，如图二箭号所示。这种脉冲仍然造成对电容器10的充电，形成V0输出电压的「过冲」(overshoot)，如图三中「改良前」图形所示，因而在负载上形成「突波电流」而烧坏组件。
发明内容
因此本发明之目的在提供一种交换式电源供应器开机时减少突波电流之电路设计。交换式电源供应器原本包含一参考电压产生器、一误差放大器、一振荡器、一锯齿波产生器、一PWM比较器、一R-S正反器、一功率MOS开关及一整流滤波电路，取整流滤波电路输出之分压而回授至误差放大器；本发明之电路设计则加上一过冲(overshoot)比较器及一与门(ANDgate)。其中参考电压产生器产生两参考电压，一高一低，高参考电压输入过冲比较器，低参考电压输入误差放大器，整流滤波电路输出之分压同时回授至误差放大器及过冲比较器；过冲比较器之输出与R-S正反器之输出则输入与门，与门之输出则输入功率MOS开关。
附图说明
图一为一般交换式电源供应器之电路示意图。
图二为一般交换式电源供应器之关键电路波形示意图。
图三为一般交换式电源供应器开机之初产生过冲(overshoot)现象的示意图。
图四为本发明交换式电源供应器开机时减少突波电流之电路设计示意图。
图五为本发明交换式电源供应器开机时减少突波电流设计之关键电路波形示意图。
具体实施方式
请参考图四本发明交换式电源供应器开机时减少突波电流之电路设计，其与图一不同之处以虚线表示。本发明之电路设计以图一为基础，在参考电压产生器1中设计另一参考电压Higher_vref，并增加一过冲比较器13，将参考电压Higher_vref送入过冲比较器13的「+」端，将C点的回授电压送入过冲比较器13的「-」端。同时在R-S正反器6的输出B点之后加上一「与门」(AND gate)14，将过冲比较器13的输出与R-S正反器6的输出共同送入与门14，与门14的输出则输入功率MOS开关7的闸级(gate)，如图所示。
参考电压Higher_vref比参考电压FB_vref高，因此在开机之初，整体回路尚未进入稳定状态时，参考电压Higher_vref比C点的回授电压高，使过冲比较器13的输出(H点)为高电位正电压，因此与R-S正反器6的输出共同输入与门14时，使R-S正反器6的输出(B点)可以原状送出与门14，然后送入功率MOS开关7，请见图五波形。但若V0逐渐升高，C点的回授电压也升高而与参考电压Higher_vref相同或超越时，过冲比较器13输出变成零电压，此零电压与R-S正反器6的输出共同送入与门14后，使R-S正反器6的输出被遮蔽，于是无法打开功率MOS开关7，请见图五所示与门14输出端I点之波形，其中箭号所示即表示R-S正反器6的输出被遮蔽的效果。因此当V0逐渐升到最高时，R-S正反器6的输出不再产生脉冲，不会对电容器10持续充电，结果使V0输出电压不至于形成「过冲」(overshoot)，如图三中「改良后」图形所示。
本发明的精神与范围仅受限于下述申请专利范围，不受限于上述之实施例。

Claims (2)

1.一种交换式电源供应器，所述交换式电源供应器在开机时能够减少突波电流，该交换式电源供应器包含一参考电压产生器、一误差放大器、一振荡器、一锯齿波产生器、一PWM比较器、一R-S正反器、一功率MOS开关及一整流滤波电路，取该整流滤波电路输出之分压而回授至该误差放大器；其特征在于所述交换式电源供应器还包括一过冲比较器及一与门。
2.如权利要求1所述的交换式电源供应器，其中该参考电压产生器产生两参考电压：一个高参考电压和一个低参考电压，高参考电压输入该过冲比较器，低参考电压输入该误差放大器，该整流滤波电路输出之分压同时回授至该误差放大器及该过冲比较器；该过冲比较器之输出与该R-S正反器之输出则输入该与门，该与门之输出则输入该功率MOS开关。
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