一种可切换的环路控制电路和开关电源的利记博彩app

文档序号:11993486阅读:680来源:国知局
一种可切换的环路控制电路和开关电源的利记博彩app与工艺

本发明涉及环路控制电子设备领域,尤指一种可切换的环路控制电路和包括该环路控制电路的开关电源。



背景技术:

现阶段开关电源已经基本取代了线性电源,开关电源可靠的工作需要稳定的环路控制。不管用LLC还是其他各种功率拓扑电路(反激,正激,不对称半桥,全桥等)都需要稳定的环路反馈电路控制。开关电源的环路控制电路,通过采样输出电压的信息反馈给控制芯片,控制芯片通过调整输出驱动PWM占空的大小,稳定输出电压。从而形成闭环控制。

开关电源的环路控制电路在开关电源的工作过程中主要有三个作用:

(1)、开关电源在正常工作过程中,输出负载波动,开关电源通过环路控制电路来抑制输出电压的波动,避免输出电压对后级系统板应用产生的不良影响。

(2)、开关电源在开机过程和关机过程中同样需要通过环路控制电路来控制输出电压的上升和下降的单调性。

(3)、开关电源在稳定工作后通过环路控制电路来控制输出纹波的大小。

在开关电源正常工作过程中,当开关电源输出电压所带的负载由满载到空载来回切换时,输出电压也会跟着负载的轻重进行波动,导致输出电压不稳。为了避免输出电压对后级系统板应用产生影响。电源就会通过环路电路反馈到控制芯片,控制芯片再通过改变占空比的大小,来保证输出电压的稳定。在开关电源里是通过相位余量和增益余量两个指标来判断环路是否稳定。通常要求常温下,通过对环路控制电路进行设置,使得相位余量大于45度,增益余量大于10DB,在这种情况下,认为环路是稳定的。

在开关电源开机和关机过程中,同样需要通过环路来控制输出电压的上升波形的单调性,避免输出电压有回沟。输出电压的回沟有可能会导致系统重启,对系统造成损坏。

电源在稳定工作后通过合适的环路参数可以有效的减小输出电压的纹波。

在实际调试开关电源和环路控制电路时,往往会出现这样的问题:相位增益余量,与电源开机上升波形及关机下降波形的单调性,及电源正常工作后的输出纹波难以同时调试合格,经常在调试中发现相位增益余量满足要求,起机和关机波形却不单调;或者相位增益余量满足要求,开机和关机波形也单调了,输出纹波又不能满足要求。需要通过不断的调试来解决这个矛盾,很多情况下,尤其是LLC拓扑电路里,为了使得相位增益余量、上升波形及下降波形的单调性、以及输出纹波这三者都能满足,需要进行反复调试,调试难度较大,延长了调试工作时间。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提出了一种可切换的环路控制电路和开关电源,能够降低开关电源中环路控制电路的调试难度。

为了解决上述技术问题,本发明提出了一种环路控制电路,所述环路控制电路包括芯片控制部分、反馈环路部分、和输出采样部分,所述环路控制电路还包括:阻容反馈网络,切换部分,和切换控制部分;其中,

所述反馈环路部分通过切换部分连接至所述阻容反馈网络,所述阻容反馈网络连接至所述输出采样部分;

所述切换部分根据切换控制部分的控制,在开关电源运行的第一阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于断开连接状态;在开关电源运行的第二阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于连接状态。

优选地,其中,所述切换控制部分设置为对开关电源的输出电压进行检测,在检测到所述输出电压小于额定电压的预定比例时,判断开关电源运行的第一阶段;在检测到所述输出电压大于或等于额定电压的预定比例时, 判断开关电源运行的第二阶段。

优选地,所述切换控制部分连接至所述芯片控制部分,通过所述芯片控制部分检测开关电源的输出电压。

优选地,所述阻容反馈网络包括如下内容的任一种:

电阻;

电容;

电阻和电容。

优选地,所述阻容反馈网络包括电容C1和电阻R1,其中,切换部分通过串联的电容C1和电阻R1连接至开关电源的输出电压VOUT。

优选地,所述切换部分包括MOS管、三极管、继电器或者光耦中的任一种。

优选地,所述预定比例设置为大于1/2,且小于1。

优选地,所述预定比例设置为2/3。

优选地,所述阻容反馈网络,切换部分,和切换控制部分通过硬件逻辑电路或可编辑逻辑单片机或数字控制芯片来实现。

为了解决上述技术问题,本发明还提出了一种开关电源,所述开关电源包括上述任一环路控制电路。

与现有技术相比,本发明提供的技术方案包括:所述环路控制电路包括芯片控制部分、反馈环路部分、和输出采样部分,其特征在于,所述环路控制电路还包括:阻容反馈网络,切换部分,和切换控制部分;其中,所述反馈环路部分通过切换部分连接至所述阻容反馈网络,所述阻容反馈网络连接至所述输出采样部分;所述切换部分根据切换控制部分的控制,在开关电源运行的第一阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于断开连接状态;在开关电源运行的第二阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于连接状态。通过本发明的方案,在现有技术的环路控制电路的基础上,增加了阻容反馈网络,切换部分和切换控制部分,通过切换部分和切换控制部分,在 开关电源运行的第一阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于断开连接状态;在开关电源运行的第二阶段使得反馈环路部分和阻容反馈网络之间处于连接状态,这样,在第一阶段和第二阶段中,反馈环路具有不同的阻容,可以在两个阶段下分别对反馈网络进行改变,例如,将开机阶段和关机阶段作为第一阶段,将正常工作阶段作为第二阶段,在两个阶段下分别对反馈网络进行改变以满足不同的参数要求,改善了现有技术调试中由于相位增益余量、上升波形及下降波形的单调性、以及输出纹波这三者不能同时满足要求所造成的调试难度较大的问题。

附图说明

下面对本发明实施例中的附图进行说明,实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解,与说明书一起用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限制。

图1为本发明实施例提供的一种环路控制电路的框图;

图2为本发明实施例提供的环路控制电路的电路示意图;

图3为本发明实施例提供的环路控制电路的电路示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种环路控制电路的框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合附图对本发明作进一步的描述,并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。

参见图1,本发明提出了一种环路控制电路,设置在开关电源中,开关电源中包括主功率部分20,所述环路控制电路包括:

芯片控制部分10、反馈环路部分30、输出采样部分40、阻容反馈网络50,切换部分60,切换控制部分70;

其中,芯片控制部分10分别连接至主功率部分20和反馈环路部分30,输出采样部分40分别连接至主功率部分20和反馈环路部分30;芯片控制部 分10、主功率部分20、输出采样部分40、和反馈环路部分30依次串联连接,形成回路。

反馈环路部分30还通过切换部分60连接至阻容反馈网络50,阻容反馈网络50连接至输出采样部分40。

其中,本发明实施例中,切换部分60以开关S1为例进行说明。

切换部分60根据切换控制部分70的控制,在开关电源运行的第一阶段使得反馈环路部分30和阻容反馈网络50之间处于断开连接状态;在开关电源运行的第二阶段使得反馈环路部分30和阻容反馈网络50之间处于连接状态。

切换控制部分70检测开关电源的运行状态,并判断开关电源的运行状态是处于第一阶段还是处于第二阶段,在运行状态是处于第一阶段时,控制切换部分70设置切换部分60为断开状态;如图2所示,在运行状态是处于第二阶段时,控制切换部分70设置切换部分60为连接状态,如图3所示。

所述切换控制部分70设置为对开关电源的输出电压进行检测,在检测到所述输出电压小于预设定电压时,判断开关电源运行的第一阶段;在检测到所述输出电压大于或等于预设定电压时,判断开关电源运行的第二阶段。

例如,开关电源的额定电压为30V时,如果检测到开关电源的输出电压小于20V时,判断开关电源运行的第一阶段;在检测到所述输出电压大于或等于20V时,判断开关电源运行的第二阶段。

其中,切换部分60可以包括一个MOS管,阻容反馈网络50包括电阻和电容,电阻和电容组成的阻容反馈网络50通过MOS管来连接到反馈网络中,即阻容反馈网络50和反馈环路部分30共同组成反馈网络,这个MOS管通过反馈环路部分来控制接入反馈网络。调试时,可以直接去掉阻容网络或者直接将阻容网络连进反馈环路中。

优选地,在电源工作过程中,阻容反馈网络50从反馈环路中断开时,有利于电源输出电压开机上升波形及关机下降波形的单调性满足需求,电源正常工作后,阻容反馈网络50接入到反馈环路中时,有利于相位余量和增益余量,以及输出纹波满足需求。

通过上述两种反馈环路的切换,可以使得相位增益余量、上升波形及下降波形的单调性、以及输出纹波这三者都能满足要求,并且通过两种反馈环路进行切换,简化了调试过程,对应地,在开关电源开启之后,在开启关闭阶段和正常工作阶段,分别采用不同的反馈回路,也保证了两个阶段中开关电源的功能性能均满足要求。本示例中,在第一阶段将阻容反馈网络50从反馈环路中断开,在第二阶段将阻容反馈网络50接入到反馈环路中,该设计在原有开关电源的基础上,通过增加一个并联至反馈环路部分30的阻容反馈网络50来实现提供两种不同的反馈环路。

本实施例中,以预定电压为额定电压的2/3为例进行说明,预定电压与额定电压之间的比例也可以采用其他的比例,例如,4/5,该比例可以设置在1/2~1之间。

也就是说,第一阶段和第二阶段的分界电压也可以设置为其他值,例如,开关电源的额定电压为30V时,第一阶段和第二阶段的分界电压设置为22V。

再例如,开关电源的额定电压为16V时,第一阶段和第二阶段的分界电压设置为12V或者14V。

其中,所述切换控制部分70连接至所述输出采样部分40,通过所述输出采样部分40检测开关电源的输出电压。

其中,切换部分可以通过MOS管、三极管、继电器或者光耦中的一种来实现。

所述阻容反馈网络50包括如下内容的任一种:

电阻;

电容;

电阻和电容。

本发明实施例中,以阻容反馈网络50包括电阻和电容为例进行了说明。

如图2和图3所示,所述阻容反馈网络50包括电容C1和电阻R1,其中,切换部分通过串联的电容C1和电阻R1连接至开关电源的输出电压VOUT。其中,VOUT和输出采样部分40可以认为是同一个点,即VOUT 为输出采样部分40采样得到的电压值。

对于环路电阻和电容具体大小,可以通过具体调试来确定具体的大小。

本发明实施例中,如图4所示,所述阻容反馈网络50,切换部分60,和切换控制部分70通过可编辑逻辑阵列PLA实现。通过PLA的编程,对应实现阻容反馈网络50,切换部分60,和切换控制部分70的各项功能。

基于与上述实施例相同或相似的构思,本发明实施例还提供一种开关电源,所述开关电源包括本发明实施例提供的任一环路控制电路。

需要说明的是,以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已,并不用于限制本发明的保护范围,在不脱离本发明的发明构思的前提下,本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

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