开关电源的控制器以及开关电源制造技术

本发明专利技术提供了一种开关电源的控制器以及开关电源，所述控制器增加了输入电流采样电路，并将输入电流引入开关电源的控制环路形成输入最低限制环路，使得开关电源在工作过程中的输入电流维持为预定值电流，从而既可保证可控硅调光器的正常工作，又可满足负载功率的最低化设计。此外，所述控制器综合输入最低限制环路与恒定导通控制环路来控制所述开关电源，使得开关电源在满足功率最小化设计时，还具有较高的PF性能，且使得开关电源的外围器件的参数设计趋于简单化。

【技术实现步骤摘要】
开关电源的控制器以及开关电源
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种开关电源控制器以及开关电源。
技术介绍
带可控硅调光器的开关电源由于具有体积小、价格合理和调光功率范围宽的优点，被广泛应用与舞台照明和环境照明领域，以驱动如LED灯串等光电器件的亮度。可控硅调光器一般可分为前沿调光器和后沿调光器，这两种调光器分别将输入至开关电源的市电进行前沿与后沿斩波以调节输入电压的有效值，最终实现调光的目的。然后，由于可控硅的专利技术时间远早于LED灯串的专利技术时间，在当初设计可控硅时并未考虑到为LED的特性而进行相应的设计。因此，现有的这种带可控硅调光器的开关电源在驱动小功率的LED时，会面临以下问题。前沿调光器一般有一个维持电流特性(一般在25mA到30mA左右)，当输入电流(即开关电源的输入电流)小于维持电流Iref-hold时，前沿调光器就会关断。只有输入电流重新大于维持电流时才会再度开通。由此可以得出在调光全角度下220V输入时，最少需要6W左右的功率才能保证一直有30mA以上的输入电流。这会给6W以下的LED应用提出极大的挑战。后沿调光器虽然没有维持电流特性，但是如果调光器关断以后，没有足够大的功率将开关电源的输入电容上的电压消耗，使得输入电容上的电压下降缓慢，这不仅会对后沿的相角检测带来困难，还可能使得后沿调光器丢失整个周期。为了解决上述问题，现有技术中通常采用固定导通时间和最低峰值电流混合控制模式来控制开关电源，从而可保证输入值均在其可控硅调光器的维持电流之上。然而，这种混合控制模式仍然无法实现前沿调光时的最小功率设计，且输入电压的线性调整率较差，同时输入由于这种混合控制模式下的输入电流的波形过于不规则，使得开关电源的PF性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种开关电源的控制器以及开关电源，以降低开关电源的最低功率应用门槛、提高了输入电压线性调整率、提高开关电源的PF性能以及使所述控制器的外围电路参数设计更加趋于简化。一种开关电源的控制器，其特征在于，包括：输入电流采样电路，用于采样所述开关电源的输入电流，以产生第一采样信号，第一误差补偿电路，用于根据所述第一采样信号产生表征所述输入电流与预定值电流之间误差的第一误差补偿信号，所述第一误差补偿信号用于控制所述开关电源的功率级电路中的主功率管的开关状态，以控制所述输入电流的值维持为所述预定值电流的值。优选地，所述的控制器还包输入采样引脚，所述输入电流由所述功率级电路流向所所述控制器的接地引脚后，再经过所述输入电流采样电路，最后通过所述输入采样引脚流向所述开关电源的整流桥的负端。优选地，所述接地引脚与所述功率级电路的参考地端相连，并通过所述输入电流采样电路与所述输入采样引脚相连，所述输入采样引脚与所述整流桥的负端相连。优选地，所述第一误差补偿电路包括：反向电路，用于将所述第一采样信号的极性取反，以输出第二采样信号，第一误差放大器，同相端接收表征所述预定值电流的第一表征信号，反向端接收所述第二采样信号，输出端与第一补偿电路相连并输出所述第一误差补偿信号。优选地，所述的控制器还包括：输出电流反馈电路，用于产生所述开关电源的输出电流的反馈信号，第二误差补偿电路，用于产生所述反馈信号与输出参考信号之间误差的第二误差补偿信号，选择电路，用于选择所述第一误差补偿信号与第二误差补偿信号之间的较大者作为补偿控制信号，开关信号产生电路，用于根据所述补偿控制信号产生所述主功率管的开关控制信号，使得所述补偿控制信号的值越大，所述功率级电路的输出功率越大。优选地，所述开关电源为带可控硅调光器的调光驱动电路，所述第二误差补偿电路包括：相角检测电路，用于检测输入至所述功率级电路的缺相直流输入电压的导通相角，以产生相角检测信号，参考产生电路，用于根据所述相角检测信号产生所述输出参考信号，使得当所述导通相角大于阈值相角时，所述输出参考信号的值为预设值，当所述导通相角小于所述阈值相角时，所述输出参考信号随所述导通相角的增大而增大，第二误差放大器，同相端接收所述输出参考信号，反向端接收所述输出反馈信号，输出端与第二补偿电路相连并输出所述第二误差补偿信号。优选地，所述输出电流反馈电路包括：电感电流采样电路，用于采样流过所述主功率管的电感电流，并输出第三采样信号，反馈生成电路，根据所述第三采样信号获取所述电感电流的峰值，并根据所述峰值生成所述反馈信号。优选地，所述的控制器还包括电感电流采样引脚，所述第三采样信号通过所述电感电流采样引脚分别输入至所述反馈生成电路和所述相角检测电路，所述相角检测电路根据所述第三采样信号产生所述相角检测信号。优选地，所述的控制器还包括补偿引脚，所述第二误差放大器的输出端通过所述补偿引脚与所述第二补偿电路相连。优选地，所述开关信号产生电路包括：导通时间产生电路，用于根据所述补偿控制信号产生控制所述主功率管导通时间的导通时间控制信号，逻辑电路，用于根据所述导通时间控制信号产生用于控制所述主功率管开关状态的脉宽调制信号，开关驱动电路，用于根据所述脉宽调制信号产生所述开关控制信号，使得所述补偿控制信号的值越大，所述主功率管的导通时间越长。优选地，所述的控制器还包括：开关端子引脚，与所述主功率管的电流输入端相连，供电引脚，与所述控制器的供电电路相连，为所述控制器提供供电电压。一种开关电源，包括上述任意一项所述的控制器。由上可见，依据本专利技术实施例提供的开关电源的控制器，增加了输入电流采样电路，并将输入电流引入开关电源的控制环路形成输入最低限制环路，使得开关电源在工作过程中的输入电流维持为预定值电流，从而既可保证可控硅调光器的正常工作，又可满足负载功率的最低化设计。此外，所述控制器综合输入最低限制环路与恒定导通控制环路来控制所述开关电源，使得开关电源在满足功率最小化设计时，还具有较高的PF性能，且使得开关电源的外围器件的参数设计趋于简单化。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1为依据本专利技术实施例的开关电源的结构示意图；图2为图1中的控制集成芯片2的电路结构示意图；图3为依据本专利技术实施例的前沿调光开关电源的工作波形图；图4为依据本专利技术实施例的后沿调光开关电源的工作波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为依据本专利技术实施例的开关电源的结构示意图。开关电源主要包括功率级电路和控制器两部分，而控制器可由控制集成芯片和位于该集成芯片的外围电路构成。如图1所示，开关电源的功率级电路1包括电感Lo、整流器件Do、输出电容Co以及集成在所述控制器的控制集成芯片2中的主功率管(图1中未画出)构成。在其它实施例中，所述主功率管也可以位于集成控制芯片2的外围。功率级电路1的功率拓扑类型在本实施例中为非隔离式的Buck-Boost(降压-升压)型，然而在其它实施例中，功率级电路1的功率拓扑类型也可以为隔离式的Buck-Boost型，隔离或非隔离式的Buck(降压)型、Boost(升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的控制器，其特征在于，包括：输入电流采样电路，用于采样所述开关电源的输入电流，以产生第一采样信号，第一误差补偿电路，用于根据所述第一采样信号产生表征所述输入电流与预定值电流之间误差的第一误差补偿信号，所述第一误差补偿信号用于控制所述开关电源的功率级电路中的主功率管的开关状态，以控制所述输入电流的值维持为所述预定值电流的值。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制器，其特征在于，包括：输入电流采样电路，用于采样所述开关电源的输入电流，以产生第一采样信号，第一误差补偿电路，用于根据所述第一采样信号产生表征所述输入电流与预定值电流之间误差的第一误差补偿信号，所述第一误差补偿信号用于控制所述开关电源的功率级电路中的主功率管的开关状态，以控制所述输入电流的值维持为所述预定值电流的值，第二误差补偿电路，用于产生所述开关电源的输出电流的反馈信号与输出参考信号之间误差的第二误差补偿信号，开关信号产生电路，用于根据补偿控制信号产生所述主功率管的开关控制信号，使得所述补偿控制信号的值越大，所述功率级电路的输出功率越大，所述补偿控制信号为所述第一误差补偿信号与第二误差补偿信号中的较大者。2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包输入采样引脚，所述输入电流由所述功率级电路流向所所述控制器的接地引脚后，再经过所述输入电流采样电路，最后通过所述输入采样引脚流向所述开关电源的整流桥的负端。3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述接地引脚与所述功率级电路的参考地端相连，并通过所述输入电流采样电路与所述输入采样引脚相连，所述输入采样引脚与所述整流桥的负端相连。4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述第一误差补偿电路包括：反向电路，用于将所述第一采样信号的极性取反，以输出第二采样信号，第一误差放大器，同相端接收表征所述预定值电流的第一表征信号，反向端接收所述第二采样信号，输出端与第一补偿电路相连并输出所述第一误差补偿信号。5.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，还包括：输出电流反馈电路，用于产生所述反馈信号，选择电路，用于选择所述第一误差补偿信号与第二误差补偿信号之间的较大者作为所述补偿控制信号。6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述开关电源为带可控硅调光器的调光驱动电路，所述第二误差补偿电路包括：相角检...

【专利技术属性】
技术研发人员：金津，韩云龙，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33