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TW202414982A - 一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路 - Google Patents

一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路 Download PDF

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TW202414982A
TW202414982A TW112131024A TW112131024A TW202414982A TW 202414982 A TW202414982 A TW 202414982A TW 112131024 A TW112131024 A TW 112131024A TW 112131024 A TW112131024 A TW 112131024A TW 202414982 A TW202414982 A TW 202414982A
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應征
王峰
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大陸商上海新進芯微電子有限公司
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Abstract

本發明涉及開關電源技術領域,公開了一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,包括:輔助繞組,電晶體,低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO),第一二極體,第二二極體,順向儲能電容和返馳儲能電容,其中,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電。在順向狀態時,若順向儲能電容的電壓小於LDO輸出端電壓,由返馳儲能電容為控制電路供電,若大於LDO輸出端電壓,由順向儲能電容為控制電路供電。由此,根據當前順向儲能電容的電壓,將順向儲能和返馳儲能相結合為控制電路供電,由LDO的穩壓特性有效降低控制電路電源端的電壓。

Description

一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路
本發明涉及開關電源技術領域,特別是涉及一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路。
在返馳(Flyback)開關電源供電技術中,通常採用輔助繞組返馳供電或輔助繞組順向供電為Flyback開關電源中的控制電路供電,對於寬範圍輸入電壓(例如,50V-375V電壓)或寬範圍輸出電壓(例如,3V-20V電壓)的Flyback開關電源,返馳供電在輸出電壓較高的工況下,為控制電路供電的電壓可能高達70V,此外,順向供電在輸入電壓較高的工況下,為控制電路供電的電壓也可能高達70V,然而,正常情況下控制電路的供電電壓不可超過60V,當供電電壓超過60V時,部分元器件工作溫度升高,影響使用壽命和可靠性,同時,會增加控制電路和Flyback開關電源中整流器件的損耗,進而影響系統的整體可靠性。
目前,為了降低寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下控制電路供電端的電壓,通常使用雙輔助繞組返馳供電的方式以降低控制電路的供電電壓,或者在單輔助繞組返馳供電的基礎上,增加升壓(Boost)電路以降低控制電路供電電壓。然而不論是雙輔助繞組的方式,還是增加Boost電路的方式,雖然能降低控制電路的供電電壓,但是都會增加成本。
由此可見,如何在控制成本的前提下,有效降低寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下開關電源的控制電路供電端電壓,降低系統損耗,進而提升系統可靠性,是本領域技術人員亟待解決的問題。
本發明的目的是提供一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,將順向供電和返馳供電相結合為控制電路供電,以便在寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下,降低控制電路的供電電壓,進而有效降低系統損耗。
為解決上述技術問題,本發明提供一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,包括:輔助繞組,電晶體,LDO,第一二極體,第二二極體,順向儲能電容和返馳儲能電容;
所述順向儲能電容的一端與所述第一二極體的負極連接產生的公共端分別與所述LDO的輸出端及所述控制電路的電源端連接,所述順向儲能電容的另一端接地,所述第一二極體的正極與所述返馳儲能電容的一端連接產生的公共端與所述輔助繞組的異名端連接,所述輔助繞組的同名端接地,所述返馳儲能電容的另一端與所述第二二極體的正極連接產生的公共端與所述電晶體的一端連接,所述電晶體的另一端接地,所述第二二極體的負極與所述LDO的輸入端連接;
所述輔助繞組、所述第一二極體和所述順向儲能電容形成順向儲能回路為所述順向儲能電容充電,所述輔助繞組、所述返馳儲能電容和所述電晶體形成返馳儲能回路為所述返馳儲能電容充電儲能;
在順向狀態下,當所述順向儲能電容的電壓小於所述LDO輸出端電壓時,由所述返馳儲能電容為所述控制電路供電,當所述順向儲能電容的電壓大於所述LDO輸出端電壓時,由所述順向儲能電容為所述控制電路供電。
優選地,所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,還包括:穩壓電容;
所述穩壓電容的一端與所述LDO的輸入端連接,另一端接地。
優選地,所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,還包括:第三二極體;
所述第三二極體的正極與所述LDO的輸出端連接,負極與所述控制電路的電源端連接。
優選地,當所述電晶體為場效應電晶體時,所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,還包括:
所述場效應電晶體的一端與所述返馳儲能電容的另一端連接,所述場效應電晶體的另一端接地,且所述控制端與所述控制電路的零電壓導通(Zero Voltage Switching,ZVS)控制端連接,用於實現開關電源的ZVS。
優選地,所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,還包括:第一電阻和第二電阻;
所述第一電阻與所述第二電阻串聯產生的公共端與所述控制晶片的電壓採樣端連接,且所述第二電阻的另一端接地,所述第一電阻的另一端與所述輔助繞組的異名端連接。
為了解決上述技術問題,本發明還提供了一種開關電源,包括所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路。
本發明所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,包括:輔助繞組,電晶體,LDO,第一二極體,第二二極體,順向儲能電容和返馳儲能電容,其中,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電儲能,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電儲能。在順向狀態為控制電路供電時,若順向儲能電容的電壓小於LDO輸出端電壓,由返馳儲能電容為控制電路供電,若順向儲能電容的電壓大於LDO輸出端電壓,由順向儲能電容為控制電路供電。由此,本發明所提供的技術方案,根據當前順向儲能電容的電壓,將順向儲能和返馳儲能相結合為控制電路供電,由LDO的穩壓特性有效降低控制電路電源端的電壓。
此外,本發明還提供了一種開關電源,與上述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路相對應,效果同上。
AC:交流電
C1:順向儲能電容
C2:返馳儲能電容
C3:穩壓電容
C4:第四電容
C5:第五電容
CS:電流檢測(Current Sensing)
D1:第一二極體
D2:第二二極體
DB:二極體電橋
DEM:電壓採樣端
FB:回饋(Feedback)
GATE:閘極
GND:接地腳
IN1:LDO的輸入端
LDO:低壓差線性穩壓器
Naux:輔助繞組的匝數
Np:變壓器T一次繞組的匝數
Ns:變壓器T二次繞組的匝數
OUT1:LDO的輸出端
Qa:電晶體
Qp:功率開關
Qs:次級整流管(Secondary Rectifier)
R1:第一電阻
R2:第二電阻
regulator:調節器
SR:同步整流(控制器)(Synchronous Rectification)
T:變壓器
Vaux:第一二極體D1正極的電壓
Vc1、Vc2、Vin1、Vout1、Vx:電壓
VCC:控制電路的電源端
Vin:開關電源的輸入電壓
Vout:開關電源的輸出電壓
Vsw:第二二極體D2正極的電壓
Vy:LDO的穩定電壓
W:輔助繞組
ZVS-DR:控制端
為了更清楚地說明本發明實施例,下面將對實施例中所需要使用的圖式做簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的圖式僅僅是本發明的一些實施例,對於本領域普通技術人員來講,在不付出進步性勞動的前提下,還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
圖1為本發明所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路的示意圖;
圖2為本發明另一實施例所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路的示意圖。
下面將結合本發明實施例中的圖式,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出進步性勞動前提下,所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護範圍。
本發明的核心是提供一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,為控制電路供電時,根據順向儲能電容的電壓與LDO輸出端電壓的大小關係,由順向儲能電容或返馳儲能電容為控制電路供電,即,將順向供電和返馳供電相結合為控制電路供電,以便在特殊工況下降低控制電路的供電端的電壓,進而有效降低系統損耗。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案,下面結合圖式和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
在Flyback開關電源供電技術中,通常採用輔助繞組返馳供電或輔助繞組順向供電為Flyback開關電源中的控制電路供電,對於寬範圍輸入電壓(例如,50V-375V電壓)或寬範圍輸出電壓(例如,3V-20V電壓)的Flyback開關電源,返馳供電在輸出電壓較高的工況下,為控制電路供電的電 壓可能高達70V,此外,順向供電在輸入電壓較高的工況下,為控制電路供電的電壓也可能高達70V,然而,正常情況下控制電路的供電電壓不可超過60V,當供電電壓超過60V時,部分元器件工作溫度升高,影響使用壽命和可靠性,同時,會增加控制電路和Flyback開關電源中整流器件的損耗,進而影響系統的整體可靠性。
目前,為了降低寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下控制電路供電端的電壓,通常使用雙輔助繞組返馳供電的方式以降低控制電路的供電電壓,或者在單輔助繞組返馳供電的基礎上,增加Boost電路以降低控制電路供電電壓。然而不論是雙輔助繞組的方式,還是增加Boost電路的方式,雖然能降低控制電路的供電電壓,但是都會增加成本。
為了實現在控制成本的前提下,有效降低寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下開關電源的控制電路供電端電壓,降低系統損耗,本發明提供了一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,電路在順向狀態為控制電路供電時,將順向供電和返馳供電,以及LDO的性質相結合為控制電路供電,有效降低寬範圍輸入或寬範圍輸出工況下控制電路供電端的電壓。
圖1為本發明所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路的示意圖,如圖1所示,該電路包括:輔助繞組W,電晶體Qa,LDO,第一二極體D1,第二二極體D2,順向儲能電容C1和返馳儲能電容C2。
順向儲能電容C1的一端與第一二極體D1的負極連接產生的公共端分別與LDO的輸出端OUT1及控制電路的電源端VCC連接,順向儲能電容C1的另一端接地,第一二極體D1的正極與返馳儲能電容C2的一端連接產生的公共端與輔助繞組W的異名端連接,輔助繞組W的同名端接地,返馳儲能電容C2的另一端與第二二極體D2的正極連接產生的公共端與電晶體Qa的一端連接,電晶體Qa的另一端接地,第二二極體D2的負極與LDO的輸入端IN1連接。
在實施中,當開關電源中,耦合於變壓器T一次繞組同名端,且受控於控制電路的功率開關Qp斷開時,控制電路的供電電路處於返馳狀態,此時,輔助繞組W、返馳儲能電容C2和電晶體Qa形成返馳儲能回路,電流從電晶體Qa接地端經過電晶體Qa流向返馳儲能電容C2,並從返馳儲能電容C2流向輔助繞組W,再到接地端形成返馳儲能回路為返馳儲能電容C2充電儲能。
當功率開關Qp導通時,供電電路處於順向狀態,此時輔助繞組W、第一二極體D1和順向儲能電容C1形成順向儲能回路,電流從輔助繞組W接地端經過輔助繞組W流向第一二極體D1,並從第一二極體D1流向順向儲能電容C1再到接地端,進而形成順向儲能回路為順向儲能電容C1充電儲能。
功率開關Qp導通,供電電路處於順向狀態為控制電路供電時,若順向儲能電容C1的電壓小於LDO的輸出端OUT1的電壓,則由返馳儲能電容C2在返馳狀態下存儲的電能為控制電路供電,若順向儲能電容C1的電壓大於LDO的輸出端OUT1的電壓,則由順向儲能電容C1為控制電路供電。
可以理解的是,低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO)用於穩定電壓,因此,當LDO的輸入端IN1的輸入電壓大於LDO的穩定電壓,LDO均輸出穩定電壓。如圖1所示,需要說明的是,第一二極體D1正極的電壓Vaux必須大於負極電壓才能保證第一二極體D1導通,同理,第二二極體D2正極的電壓Vsw必須大於負極電壓才能使第二二極體D2導通,在導通時,由於二極體存在壓降,則負極電壓為正極電壓減去壓降電壓。
實施中,如圖1所示,第一二極體D1正極的電壓Vaux=Vin*Naux/Np,其中,Vin為開關電源的輸入電壓,Naux為輔助繞組的匝數,Np為變壓器T一次繞組的匝數。第二二極體D2正極的電壓Vsw=Vaux+Vout* Naux/Ns,其中,Vout為開關電源的輸出電壓,Ns為變壓器T二次繞組的匝數。因為,返馳儲能電容C2兩端電壓為Vc2=Vsw-Vaux,因 此,第二二極體D2正極的電壓Vsw也等於返馳儲能電容C2兩端電壓與第一二極體D1正極的電壓之和,即Vsw=Vc2+Vaux。
此外,還需要說明的是,若第一二極體D1和順向儲能電容C1連接的公共節點電壓與LDO的輸出端OUT1的電壓不同時,以電壓較大值為控制電路供電。由此,根據順向儲能電容C1的電壓和LDO的輸出端OUT1的電壓大小關係,以及LDO的性質可有效降低寬範圍輸入電壓或寬範圍輸出電壓工況下控制電路的供電電壓,即,由順向供電和返馳供電相結合可有效降低控制電路的電源端VCC的電壓。為了便於理解,下面將舉例說明。
當功率開關Qp導通,供電電路處於順向狀態時,假設Vaux=7V,返馳儲能電容C2兩端電壓為Vc2=20V,第一二極體D1和第二二極體D2的壓降均為Vx=1V,且LDO的穩定電壓Vy=15V。此時,Vc1=Vaux-Vx=6V,Vsw=Vc2+Vaux=20+7=27V,LDO的輸入端IN1的電壓Vin1=Vsw-Vx=27-1=26V,LDO的輸出端OUT1的電壓Vout1=15V。如圖2可知,順向儲能電容C1和LDO輸出端處於一個節點,此時,Vc1<Vout1,VCC供電以LDO輸出端和順向儲能電容C1的電壓較高者為準,因此取Vout1=15V為控制電路供電,即VCC=Vout1=15V。可以理解的是,此時經過LDO的電能由返馳狀態時返馳儲能回路為返馳儲能電容C2充電時的電能,即,控制電路由返馳供電。
若Vaux==20V,Vc2=20V,Vx=1V,且LDO的穩定電壓為Vy=15V。Vc1=Vaux-Vx=19V,Vsw=Vc2+Vaux=40V,LDO的輸入端IN1的電壓Vin1=Vsw-Vx=40-1=39V,由於LDO的穩壓性質,LDO的輸出端OUT1的電壓Vout1=15V。此時,Vc1>Vout1,因此取Vc1=19V為控制電路供電,即,VCC=Vc1=19V。可以理解的是,此時由順向儲能回路為順向儲能電容C1充電時的電能為控制電路供電,即,控制電路由順向供電。
綜上所述可得,若Vaux-Vx>Vy,則VCC=Vaux-Vx,若Vaux-Vx<Vy且Vsw-Vx>Vy,則VCC=Vy,若Vaux-Vx<Vy且Vsw-Vx<Vy,則VCC=Vsw-Vx,其中,Vy為LDO的穩定電壓。
故,當Vaux較高時,順向供電,當Vaux較小時,由返馳供電,因此,本發明所提供的技術方案,將順向供電和返馳供電相互結合為控制電路供電,避免在寬範圍輸入或寬範圍輸出時,控制電路的供電電壓超過所能承受的最大電壓,導致部分元器件工作溫度升高,影響元器件的使用壽命,進而影響系統的可靠性。
本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,包括:輔助繞組,電晶體,LDO,第一二極體,第二二極體,順向儲能電容和返馳儲能電容,其中,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電儲能,輔助繞組、返馳儲能電容和電晶體形成返馳儲能回路為返馳儲能電容充電儲能。在順向狀態為控制電路供電時,若順向儲能電容的電壓小於LDO輸出端電壓,由返馳儲能電容為控制電路供電,若順向儲能電容的電壓大於LDO輸出端電壓,由順向儲能電容為控制電路供電。由此,本發明所提供的技術方案,根據當前順向儲能電容的電壓,將順向儲能和返馳儲能相結合為控制電路供電,由LDO的穩壓特性有效降低控制電路電源端的電壓。
圖2為本發明另一實施例所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路的示意圖,在上述實施例的基礎上,為了避免LDO輸入端電壓發生抖動,本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路還包括穩壓電容C3,如圖2所示,穩壓電容C3的一端與LDO的輸入端IN1連接,另一端接地。
實施中,若第二二極體D2為理想二極體時,在使用中第二二極體D2不會產生寄生電電容,則經過LDO輸出端的電壓為穩定電壓。然而,在實際應用中,第二二極體D2並不能達到理想狀態,通常會產生寄生電容,導致Vsw發生波動,進而導致LDO輸入端電壓發生波動,當LDO輸入端電壓波動至負電壓時,可能會損壞LDO。
因此,為了避免LDO損壞,提高系統的整體可靠性,本發明所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路在第二二極體D2和LDO之間增加設置穩壓電容C3。
增加設置穩壓電容C3後,當功率開關Qp導通時,除了輔助繞組W、第一二極體D1和順向儲能電容C1形成順向儲能回路之外,輔助繞組W、返馳儲能電容C2、第二二極體D2和穩壓電容C3也形成順向儲能回路,電流方向為由輔助繞組W接地端通過輔助繞組W流向返馳儲能電容C2,然後經過第二二極體D2後流向穩壓電容C3為穩壓電容C3充電儲能。也就是說,在順向狀態時,順向儲能包括兩路儲能回路,分別為順向儲能電容C1和穩壓電容C3進行充電。
本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,在第二二極體和LDO中間增加設置穩壓電容,避免LDO輸入端電壓發生抖動導致LDO損壞,進而降低系統損耗,提高可靠性。
在上述實施例的基礎上,為了避免LDO輸入端與控制電路的電源端VCC發生反向導通,本發明所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路還包括第三二極體D3,如圖2所示,第三二極體D3的正極與LDO的輸出端OUT1連接,負極與控制電路的電源端VCC連接。
本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,在LDO輸出端與控制電路供電端之間增加設置一個二極體,避免LDO輸入端與控制電路的電源端VCC發生反向導通,進一步提升開關電源的可靠性。
在具體實施中,電晶體Qa可以是二極體,也可以是場效應電晶體,對此本發明不作限定。當電晶體Qa為場效應電晶體時,如圖2所示,將電晶體Qa的一端與返馳儲能電容C2的另一端連接,電晶體Qa的另一端接地,且控制端與控制電路的控制端ZVS-DR連接。
功率開關Qp導通前,控制電路根據Vaux點的電壓產生ZVS控制信號,並通過控制端ZVS-DR控制電晶體Qa導通,使得輔助繞組W、返 馳儲能電容C2和電晶體Qa間形成諧振電流,該諧振電流影響功率開關Qp電壓產生向下的諧振,同時,輔助繞組W與變壓器T間的磁耦合實現一次繞組的勵磁電流反向,反抽一次側功率開關Qp的結電容電荷,進而使一次側功率開關的Vds電壓降低至零,實現一次側功率開關Qp的ZVS,進而有效提供開關電源的效率。
本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,將電晶體設置為場效應電晶體,並將場效應電晶體的控制端連接控制電路ZVS控制端,進而實現開關電源的ZVS,提升系統的工作效率,進一步提升系統可靠性。
作為優選的實施例,如圖2所示,本發明所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路還包括第一電阻R1和第二電阻R2,第一電阻R1與第二電阻R2串聯產生的公共端與控制晶片的電壓採樣端DEM連接,且第二電阻R2的另一端接地,第一電阻R1的另一端與輔助繞組W的異名端連接。由第一電阻R1與第二電阻R2實現對Vaux的分壓採樣,進而產生對ZVS控制信號。
本發明實施例所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,增加設置第一電阻和第二電阻,並將第一電阻和第二電阻串聯產生的公共端與控制晶片的電壓採樣端連接,且第二電阻的另一端接地,第一電阻的另一端與輔助繞組的異名端連接,由此,由第一電阻和第二電阻實現對輔助繞組異名端的分壓採樣,以便生成開關電源的ZVS控制信號,進而實現開關電源的ZVS提升系統工作效率。
在上述實施例中已對基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路做了詳細說明,本發明實施例還提供了一種開關電源,包括上述實施例中所提供的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,所產生的有益效果與上述實施例中基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路相對應,效果同上,此處暫不贅述。
以上對本發明所提供的一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路進行了詳細介紹。說明書中各個實施例採用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言,由於其與實施例公開的方法相對應,所以描述的比較簡單,相關之處參見方法部分說明即可。應當指出,對於本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以對本發明進行若干改進和修飾,這些改進和修飾也落入本發明請求項的保護範圍內。
還需要說明的是,在本說明書中,諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個......”限定的要素,並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
AC:交流電
C1:順向儲能電容
C2:返馳儲能電容
C4:第四電容
C5:第五電容
CS:電流檢測(Current Sensing)
D1:第一二極體
D2:第二二極體
DB:二極體電橋
FB:回饋(Feedback)
GATE:閘極
GND:接地腳
IN1:LDO的輸入端
LDO:低壓差線性穩壓器
OUT1:LDO的輸出端
Qa:電晶體
Qp:功率開關
Qs:次級整流管(Secondary Rectifier)
R1:第一電阻
R2:第二電阻
regulator:調節器
SR:同步整流(控制器)(Synchronous Rectification)
T:變壓器
Vaux:第一二極體D1正極的電壓
4CC:控制電路的電源端
Vin:開關電源的輸入電壓
Vout:開關電源的輸出電壓
Vsw:第二二極體D2正極的電壓
W:輔助繞組

Claims (6)

  1. 一種基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,其特徵在於,包括:輔助繞組,電晶體,LDO,第一二極體,第二二極體,順向儲能電容和返馳儲能電容;
    所述順向儲能電容的一端與所述第一二極體的負極連接產生的公共端分別與所述LDO的輸出端及所述控制電路的電源端連接,所述順向儲能電容的另一端接地,所述第一二極體的正極與所述返馳儲能電容的一端連接產生的公共端與所述輔助繞組的異名端連接,所述輔助繞組的同名端接地,所述返馳儲能電容的另一端與所述第二二極體的正極連接產生的公共端與所述電晶體的一端連接,所述電晶體的另一端接地,所述第二二極體的負極與所述LDO的輸入端連接;
    所述輔助繞組、所述第一二極體和所述順向儲能電容形成順向儲能回路為所述順向儲能電容充電,所述輔助繞組、所述返馳儲能電容和所述電晶體形成返馳儲能回路為所述返馳儲能電容充電儲能;
    在順向狀態下,當所述順向儲能電容的電壓小於所述LDO輸出端電壓時,由所述返馳儲能電容為所述控制電路供電,當所述順向儲能電容的電壓大於所述LDO輸出端電壓時,由所述順向儲能電容為所述控制電路供電。
  2. 如請求項1所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,其中,還包括:穩壓電容;
    所述穩壓電容的一端與所述LDO的輸入端連接,另一端接地。
  3. 如請求項2所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,其中,還包括:第三二極體;
    所述第三二極體的正極與所述LDO的輸出端連接,負極與所述控制電路的電源端連接。
  4. 如請求項1所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,其中,當所述電晶體為場效應電晶體時,還包括:
    所述場效應電晶體的一端與所述返馳儲能電容的另一端連接,所述場效應電晶體的另一端接地,且所述控制端與所述控制電路的ZVS控制端連接,用於實現開關電源的ZVS。
  5. 如請求項4所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路,其中,還包括:第一電阻和第二電阻;
    所述第一電阻與所述第二電阻串聯產生的公共端與所述控制晶片的電壓採樣端連接,且所述第二電阻的另一端接地,所述第一電阻的另一端與所述輔助繞組的異名端連接。
  6. 一種開關電源,其特徵在於,包括請求項1至5任意一項所述的基於輔助繞組為開關電源控制電路供電的電路。
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CN115514233A (zh) * 2022-09-29 2022-12-23 上海新进芯微电子有限公司 一种利用辅助绕组实现Flyblack开关电源ZVS的电路
CN115498883A (zh) * 2022-09-29 2022-12-20 上海新进芯微电子有限公司 一种基于辅助绕组为开关电源控制电路供电的电路
CN116488433B (zh) * 2023-06-21 2023-09-12 成都智融微电子有限公司 一种开关电源辅助供电电路及其控制方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN110417270B (zh) * 2019-07-19 2024-07-19 广州金升阳科技有限公司 一种单绕组正反激辅助供电电路
CN111082640B (zh) * 2019-12-13 2021-06-08 广州金升阳科技有限公司 一种正反激辅助供电电路及正反激供电电路
CN111917301A (zh) * 2020-06-17 2020-11-10 广州金升阳科技有限公司 一种正反激辅助电路及包含该辅助电路的开关电源电路
CN114583963B (zh) * 2020-12-02 2024-06-14 艾科微电子(深圳)有限公司 反激式转换器及其控制方法
CN115498883A (zh) * 2022-09-29 2022-12-20 上海新进芯微电子有限公司 一种基于辅助绕组为开关电源控制电路供电的电路

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