本發(fā)明屬于開關電源電路設計的技術領域，尤其涉及一種隔離開關電源的反饋電路。

背景技術：

現(xiàn)有隔離開關電源技術方案，對于輸出電壓或者輸出電流的控制，或采用原邊反饋的控制方法，或采用基于線性光藕的次級反饋的控制方法。

采用原邊反饋的控制方法對變壓器的制作要求要高。這類方案的反饋是依賴于變壓器原邊的反饋繞組。由于現(xiàn)有變壓器制作工藝不能保證很高的一致性，這類開關電源的輸出的一致性不是很高。又由于次級輸出端的負載變化不能直接地、準確地、及時地反映在原邊的反饋繞組的輸出上，這類開關電源對輸出的控制精度不高，反應不靈敏。這些缺點限制了這類開關電源的應用范圍。

基于線性光藕的次級反饋的開關電源對變壓器制作要求低，而且輸出精度高，反應靈敏。因此這類開關電源使用范圍非常廣泛。但是這類開關電源有如下缺點：線性光藕靜態(tài)工作電流大，要求基準電壓源驅(qū)動電流大；對整個反饋通路(包括次級的輸出采樣、誤差放大、基準電壓，跨接原邊和次級的線性光藕，原邊的誤差比較、基準電壓)的元器件的一致性要求高。所以這類開關電源的整體上靜態(tài)工作電流大，產(chǎn)品設計難度高，產(chǎn)品一致性控制難度高，產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試難度高。因此這類開關電源的反饋方法仍然有待提高。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的提供了一種隔離開關電源的反饋電路，其能減少開關電源的靜態(tài)工作功耗，降低系統(tǒng)設計難度，提升產(chǎn)品一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試難度。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種隔離開關電源的反饋電路，包括基準電壓模塊和依次電性連接的輸出采樣模塊、誤差比較模塊、數(shù)字隔離反饋模塊，且所述基準電壓模塊與誤差比較模塊電性連接；

所述輸出采樣模塊用于將一開關電源的輸出電壓信號或電流信號轉(zhuǎn)換為誤差比較模塊所需要的電壓信號；

所述基準電壓模塊用于給誤差比較模塊提供參考電壓；

所述誤差比較模塊用于將輸出采樣模塊輸出的電壓信號和參考電壓轉(zhuǎn)化為比較結(jié)果信號，并將比較結(jié)果信號傳輸至數(shù)字隔離反饋模塊；

所述數(shù)字隔離反饋模塊根據(jù)比較結(jié)果信號輸出結(jié)果控制信號至一開關電源芯片以使開關電源芯片完成對輸出的閉環(huán)控制。

優(yōu)選地，所述數(shù)字隔離反饋模塊包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2、光耦U3、光耦U4、RS鎖存器、電容C1、電容C2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電阻R8，所述光耦U3和光耦U4均包括發(fā)光二極管和光敏三極管；

所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Rx端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Rx端均與電阻R3的一端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Cx端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Cx端均與電容C1的一端電連接，電阻R3的一端與電容C1的另一端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的反相觸發(fā)輸入TR-端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的正相觸發(fā)輸入TR+端均與誤差比較模塊的輸出端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的正相觸發(fā)輸入TR+端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的反相觸發(fā)輸入TR-端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的R端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的R端均與電阻R4的一端電連接，電阻R4的一端通過電容C2接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Q端與光耦U3中發(fā)光二極管的正極相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的GND端接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的一供電端與一電源VCC端相接，電阻R4的另一端與電阻R3的另一端均與一電源VCC端相接，光耦U3的發(fā)光二極管的負極通過電阻R5接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Q端與光耦U4中發(fā)光二極管的正極相接，光耦U4的發(fā)光二極管的負極通過電阻R8接地；

光耦U3的光敏三極管的集電極和光耦U4的光敏三極管的集電極均與一電源VDD端相接，光耦U3的光敏三極管的發(fā)射極通過電阻R6接地，光耦U3的光敏三極管的發(fā)射極與RS鎖存器的置1端S相接，光耦U4的光敏三極管的發(fā)射極通過電阻R7接地，光耦U4的光敏三極管的發(fā)射極與RS鎖存器的置0端R相接，RS鎖存器的置位端Q與一開關電源芯片相接。其進一步公開了數(shù)字隔離反饋模塊的電路連接結(jié)構。

優(yōu)選地，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的型號為CD4098。其進一步公開了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的具體型號。

優(yōu)選地，光耦U3和光耦U4為非線性光耦。其進一步公開了光耦的選取。

優(yōu)選地，所述RS鎖存器的型號為CD4044。其進一步確定了RS鎖存器的型號。

優(yōu)選地，所述誤差比較模塊為滯回電壓比較器。其進一步公開了誤差比較模塊的選取。

優(yōu)選地，所述滯回電壓比較器的型號為LTC1540。其進一步公開了滯回電壓比較器的具體型號。

優(yōu)選地，輸出采樣模塊包括電阻R1和電阻R2，所述電阻R1的一端與開關電源芯片的電壓輸出端電連接，電阻R1的另一端和電阻R2的一端均與滯回電壓比較器的反相端相接，電阻R2的另一端接地，滯回電壓比較器的正相電壓端與一基準電壓模塊相接，滯回電壓比較器的負相電壓端與電阻R1的另一端相接，滯回電壓比較器的輸出端與數(shù)字隔離反饋模塊電連接。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的整個反饋通道將原有的反饋信息從模擬信號更改為數(shù)字信號；整個反饋通道可以設計為低功耗電路，從而降低了整個開關電源的靜態(tài)工作電流；可以采用線性的光藕，也可以采用非線性的光藕，在元器件選用不再依賴線性光藕；整個反饋通道的一致性依賴于更少的器件，從而降低系統(tǒng)設計難度，提高產(chǎn)品一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種隔離開關電源的反饋電路的結(jié)構框圖；

圖2為本發(fā)明一種隔離開關電源的反饋電路的實施例的電路結(jié)構圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：

如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種隔離開關電源的反饋電路，包括基準電壓模塊和依次電性連接的輸出采樣模塊、誤差比較模塊、數(shù)字隔離反饋模塊，且所述基準電壓模塊與誤差比較模塊電性連接；

所述輸出采樣模塊用于將一開關電源的輸出電壓信號轉(zhuǎn)換為誤差比較模塊所需要的電壓信號；所述基準電壓模塊用于給誤差比較模塊提供參考電壓；

所述輸出采樣模塊包括電阻R1和電阻R2；所述基準電壓模塊和誤差比較模塊由內(nèi)帶基準電壓的型號為LTC1540的滯回比較器實現(xiàn)；

所述誤差比較模塊用于將接收到的電壓信號轉(zhuǎn)化為比較結(jié)果信號，并將比較結(jié)果信號傳輸至數(shù)字隔離反饋模塊；所述誤差比較模塊為滯回電壓比較器；所述滯回電壓比較器的型號為LTC1540；輸出采樣模塊包括電阻R1和電阻R2，所述電阻R1的一端與開關控制芯片的電壓輸出端電連接，電阻R1的另一端和電阻R2的一端均與滯回電壓比較器的反相端相接，電阻R2的另一端接地，滯回電壓比較器的正向電壓端與一其內(nèi)部的基準電壓相接，滯回電壓比較器的負向電壓端與電阻R1的另一端相接，滯回電壓比較器的輸出端與數(shù)字隔離反饋模塊電連接。

所述數(shù)字隔離反饋模塊根據(jù)比較結(jié)果信號輸出結(jié)果控制信號至一開關電源芯片以使開關電源芯片完成對輸出的閉環(huán)控制。所述數(shù)字隔離反饋模塊包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2、光耦U3、光耦U4、RS鎖存器、電容C1、電容C2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7和電阻R8，所述光耦U3和光耦U4均包括發(fā)光二極管和光敏三極管；

所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Rx端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Rx端均與電阻R3的一端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Cx端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Cx端均與電容C1的一端電連接，電阻R3的一端與電容C1的另一端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的TR-端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的TR+端均與誤差比較模塊的輸出端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的TR+端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的TR-端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的端電連接，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的R端和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的R端均與電阻R4的一端電連接，電阻R4的一端通過電容C2接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的Q端與光耦U3中發(fā)光二極管的正極相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的GND端接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1的一供電端與一電源VCC端相接，電阻R4的另一端與電阻R3的另一端均與一電源VCC端相接，光耦U3的發(fā)光二極管的負極通過電阻R5接地，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的Q端與光耦U4中發(fā)光二極管的正極相接，光耦U4的發(fā)光二極管的負極通過電阻R8接地；

光耦U3的光敏三極管的集電極和光耦U4的光敏三極管的集電極均與一電源VDD端相接，光耦U3的光敏三極管的發(fā)射極通過電阻R6接地，光耦U3的光敏三極管的發(fā)射極與RS鎖存器的S端相接，光耦U4的光敏三極管的發(fā)射極通過電阻R7接地，光耦U4的光敏三極管的發(fā)射極與RS鎖存器的R端相接，RS鎖存器的Q端與一開關電源芯片相接；所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U1和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U2的型號為CD4098；光耦U3和光耦U4為非線性光耦；所述RS鎖存器的型號為CD4044。

本發(fā)明設計的反饋電路，將原有的反饋信息從模擬信號更改為數(shù)字信號，改進后的反饋通路能夠在盡量保持現(xiàn)有基于線性光耦的次級反饋的隔離開關電源的優(yōu)點的同時，減少開關電源的靜態(tài)工作功耗，降低系統(tǒng)設計難度，提高產(chǎn)品一致性，降低產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)試的難度。

本實施例的工作原理：

滯回電壓比較器把輸出采樣模塊輸出的電壓信號和基準電壓提供的參考電壓進行比較，輸出為“0”或“1”的數(shù)字，在此可以選用低功耗的滯回電壓比較器；由于比較器是滯回電壓比較器，故而在輸出高于期望值Vexp一個數(shù)值T的時候，或者在輸出低于期望值一個數(shù)值T的時候，開關控制器才會得到相應的信號，從而作出相應的控制調(diào)整，這個數(shù)值T取決于滯回電壓比較器的回差電壓和輸出采樣模塊，也即，當輸出低于(Vexp-T)時開關控制器才會進行控制調(diào)整來提高輸出，當輸出高于(Vexp+T)時開關控制器才會進行控制調(diào)整來停止輸出的提高。這個情況帶來的結(jié)果是，一方面減少了開關控制器進行控制調(diào)整的次數(shù)，一方面控制器對(Vexp-T)到(Vexp+T)的輸出范圍失去了準確控制的能力。因此，在設計時要特別注意滯回電壓比較器的回差電壓和輸出采樣模塊對數(shù)值T的影響，盡量使得T的數(shù)值在可接受的范圍，滿足開關電源輸出的要求。

跨接原邊和次級的數(shù)字隔離反饋電路在次級把比較器的輸出進行必要的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化，然后運用光耦將數(shù)字信號傳輸?shù)皆叄僭谠呥M行必要的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，并輸出到開關電源芯片的開關控制器處，讓控制器知道實際的輸出與期望的輸出的比較結(jié)果，從而讓開關控制器作出相應的控制調(diào)整。由于沒有了原邊的比較器，所以不需要原邊的基準電壓，由于光耦傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，所以不再要求光耦的線性，可以采用線性的光耦，也可以采用非線性的光耦，跨接原邊和次級的數(shù)字隔離反饋電路處理的是數(shù)字信號，所以它對整個反饋通路的一致性影響小，它可以被設計為低功耗的電路，本發(fā)明對所述的反饋通路的供電方式不予限制，由于整個反饋通路都可以設計為低功耗電路，所以供電方式也可以考慮低功耗的方式。

對本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變，而所有的這些改變都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。