具有输入功率限制的AC/DC变换器的控制电路和方法技术

公开了一种用于AC‑DC开关变换器的具有最大输入功率限制的控制电路及方法。该控制电路通过辅助绕组感应AC‑DC开关变换器中感性绕组上的电压产生过零采样信号，并采样流过感性绕组的电流产生电流采样信号。在AC‑DC开关变换器中可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的电压信号，并将电压信号和最大输入功率阈值信号比较。当电压信号大于最大输入功率阈值信号时，可控开关关断。该控制电路和方法不用直接采集输入电压，且能避免器件延时导致的最大功率限制误差。

【技术实现步骤摘要】
具有输入功率限制的AC/DC变换器的控制电路和方法
本专利技术涉及电子电路，具体但不仅限于一种具有最大输入功率限制的AC/DC变换器的控制电路和方法。
技术介绍
在AC/DC变换器中，常需要对变换器进行最大输入功率限制以对变换器进行保护。通常，在进行最大输入功率限制时会采用比较器，然而比较器本身具有一定时延，导致限流的实际功率并不准确。特别地，由于感性绕组上的电流上升的斜率与输入电压成正比，而在AC/DC变换器中输入电压在不同国家和地区是不同的，因此导致输入电压越大的情况下，其最大输入功率限制的误差也越大。因此，常需要监测输入电压以对最大输入功率限制的误差进行补偿。图1示出了一个现有的反激式变换拓扑(FLYBACK)的AC/DC变换器50以及其主开关控制芯片。如图1所示，AC/DC变换器接收交流电压信号VAC，通过整流电路和反激式开关电路将交流电压信号VAC转换为直流输出电压信号VOUT。AC/DC变换器主开关控制芯片包括用于接收反馈电压信号VFB的反馈管脚FB、用于采样流过变压器原边绕组电流的电流采样管脚CS、用于输出主开关控制信号的开关管脚SW、以及用来检测输入电压信息的高压管脚HV。在现有技术中，常在主开关控制芯片内部通过高压管脚HV获取输入电压信息进行最大输入功率限制的误差补偿。但是，由于高压管脚HV上的电压很大，因此进行最大输入功率限制的误差补偿所需要的功耗太大。此外，在一些没有高压管脚HV的主开关芯片的应用场合，系统也无法直接获得输入电压信息用于进行最大输入功率限制的误差补偿。因此，我们期待提出一种新的，能准确进行最大输入功率限制的控制电路及方法。
技术实现思路
为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本专利技术提出与现有技术不同的用于谐振变换器的容性模式控制电路、方法和相应的谐振变换器。本专利技术一方面提供了一种用于AC-DC开关变换器的具有最大输入功率限制的控制电路，该AC-DC开关变换器包括感性绕组和可控开关，其中感性绕组通过可控开关电连接至逻辑地，所述控制电路包括：过零采样电路，包括辅助绕组，用于感应感性绕组上的电压，并产生过零采样信号，其中，在可控开关导通期间，过零采样信号反应开关变换器的输入电压信息，在可控开关关断期间，过零采样信号反应感性绕组上的电流信息；电流采样电路，耦接在可控开关和逻辑地之间，采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；以及最大功率限制电路，接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的第一电压信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较产生功率限制信号，当第一电压信号大于最大输入功率阈值信号时，功率限制信号控制可控开关关断。本专利技术另一方面提供了一种用于控制AC-DC开关变换器的具有最大输入功率限制的集成电路，该AC-DC开关变换器包括感性绕组和可控开关，其中感性绕组通过可控开关电连接至逻辑地，所述集成电路包括：反馈管脚，接收代表开关变换器输出电压信号的反馈电压信号；过零管脚，耦接集成电路外部的过零采样电路接收过零采样信号，其中，过零采样电路包括辅助绕组，用于感应感性绕组上的电压，并产生过零采样信号，在可控开关导通期间，过零采样信号反应开关变换器的输入电压信息，在可控开关关断期间，过零采样信号反应感性绕组上的电流信息；采样管脚，耦接集成电路外部的电流采样电路接收电流采样信号，其中，电流采样电路在可控开关导通期间采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；开关管脚，输出开关控制信号，控制可控开关的导通与关断；接地管脚，电连接至逻辑地；以及最大功率限制电路，接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的第一电压信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较产生功率限制信号，当第一电压信号大于最大输入功率阈值信号时，功率限制信号控制可控开关关断。本专利技术另一方面提供了一种用于控制AC-DC开关变换器的具有最大输入功率限制的集成电路，该AC-DC开关变换器包括感性绕组，所述集成电路包括：输入管脚，耦接至感性绕组的一端；反馈管脚，接收代表开关变换器输出电压信号的反馈电压信号；过零管脚，耦接集成电路外部的过零采样电路接收过零采样信号，其中，过零采样电路包括辅助绕组，用于感应感性绕组上的电压，并产生过零采样信号，在可控开关导通期间，过零采样信号反应开关变换器的输入电压信息，在可控开关关断期间，过零采样信号反应感性绕组上的电流信息；接地管脚，电连接至逻辑地；可控开关，具有第一端耦接至输入管脚，第二端和控制端；电流采样电路，耦接在可控开关的第二端和和接地管脚之间，其中，电流采样电路在可控开关导通期间采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；以及最大功率限制电路，接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的第一电压信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较产生功率限制信号，当第一电压信号大于最大输入功率阈值信号时，功率限制信号控制可控开关关断。本专利技术另一方面提供了一种用于限制AC-DC开关变换器最大输入功率的控制方法，该AC-DC开关变换器包括感性绕组和可控开关，其中感性绕组通过可控开关电连接至逻辑地，所述控制方法包括：采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；当可控开关导通时，通过辅助绕组感应感性绕组上的电压，并产生补偿信号；根据补偿信号和电流采样信号，产生代表输入功率的电压信号；判断代表输入功率的电压信号是否大于最大输入功率阈值信号；当代表输入功率的电压信号大于最大输入功率阈值信号时，关断可控开关。附图说明为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：图1示出了一个现有的反激式变换拓扑的AC/DC变换器50；图2所示为根据本专利技术一实施例的具有最大输入功率限制的AC/DC变换器100的原理示意图；图3为根据本专利技术一实施例的具有最大输入功率限制的AC/DC变换器200的原理示意图；图4所示为根据本专利技术一实施例的具有最大输入功率限制的AC/DC变换器300的电路原理图；图5所示为在不同输入电压值时没有延时补偿电路时的电路波形400的示意图；图6所示为根据本专利技术一个实施例的具有延时补偿电路时的电路波形500的示意图；图7所示为根据本专利技术一实施例的最大输入功率限制方法700的流程示意图。下面将参考附图详细说明本专利技术的具体实施方式。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同的或相似的部件或特征。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在下面对本专利技术的详细描述中，为了更好地理解本专利技术，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。为了清晰明了地阐述本专利技术，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本专利技术的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。在整个说明书中，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于AC‑DC开关变换器的具有最大输入功率限制的控制电路，该AC‑DC开关变换器包括感性绕组和可控开关，其中感性绕组通过可控开关电连接至逻辑地，所述控制电路包括：过零采样电路，包括辅助绕组，用于感应感性绕组上的电压，并产生过零采样信号，其中，在可控开关导通期间，过零采样信号反应开关变换器的输入电压信息，在可控开关关断期间，过零采样信号反应感性绕组上的电流信息；电流采样电路，耦接在可控开关和逻辑地之间，采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；以及最大功率限制电路，接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的第一电压信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较产生功率限制信号，当第一电压信号大于最大输入功率阈值信号时，功率限制信号控制可控开关关断。

【技术特征摘要】
1.一种用于AC-DC开关变换器的具有最大输入功率限制的控制电路，该AC-DC开关变换器包括感性绕组和可控开关，其中感性绕组通过可控开关电连接至逻辑地，所述控制电路包括：过零采样电路，包括辅助绕组，用于感应感性绕组上的电压，并产生过零采样信号，其中，在可控开关导通期间，过零采样信号反应开关变换器的输入电压信息，在可控开关关断期间，过零采样信号反应感性绕组上的电流信息；电流采样电路，耦接在可控开关和逻辑地之间，采样流过感性绕组的电流，并产生代表流过感性绕组的电流的电流采样信号；以及最大功率限制电路，接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号和电流采样信号产生代表变换器输入功率的第一电压信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较产生功率限制信号，当第一电压信号大于最大输入功率阈值信号时，功率限制信号控制可控开关关断。2.如权利要求1所述的控制电路，其中，最大功率限制电路包括：延时补偿电路，延时补偿电路接收过零采样信号和电流采样信号，在可控开关导通期间，根据过零采样信号产生延时补偿信号，并根据延时补偿信号和电流采样信号产生第一电压信号；以及功率比较电路，接收第一电压信号和最大输入功率阈值信号，并将第一电压信号和最大输入功率阈值信号比较，产生功率限制信号。3.如权利要求2所述的控制电路，其中，延时补偿电路包括：运算放大器，具有第一端、第二端和输出端，运算放大器的第一端耦接过零采样电路接收过零采样信号，运算放大器的第二端电连接逻辑地；晶体管，具有源级、漏极和栅极，晶体管的栅极耦接运算放大器的输出端，晶体管的源级耦接运算放大器的第一端；电流镜，具有第一电流端和第二电流端，电流镜的第一电流端耦接晶体管的漏极，电流镜第二电流端输出延时补偿信号；以及电阻器，具有第一端和第二端，电阻器的第一端耦接至电流采样电路接收电流采样信号，电阻器的第二端耦接电流镜的第二电流端作为延时补偿电路的输出端提供第一电压信号。4.如权利要求2所述的控制电路，其中，功率比较电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端，功率比较电路的第一输入端接收第一电压信号，功率比较电路的第二输入端接收最大输入功率阈值信号，功率比较电路将第一电压信号和最大输入功率阈值信号的值比较，并在输出端输出功率限制信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路还包括：过零比较电路，具有第一端、第二端和输出端，过零比较电路的第一端耦接过零采样电路的输出端接收过零采样信号，过零比较电路的第二端接收过零阈值信号，过零比较电路将过零采样信号和过零阈值信号比较，并在输出端输出过零信号；电压电流控制模块，接收代表变换器输出电压的反馈电压信号和电流采样信号，并根据反馈电压信号和电流采样信号产生比较信号；以及逻辑电路，接收过零信号、比较信号和功率限制信号，并对过零信号、比较信号和功率限制信号做逻辑运算，输出控制信号用于控制可控开关的导通和关断。6.如权利要求5所述的控制电路，其中，所述逻辑电路包括：逻辑或门，具有第一输入端、第二输入端和输出端，逻辑或门的第一输入端接收比较信号，逻辑或门的第二输入端接收功率限制信号，逻辑或门将比较信号和功率限制信号做逻辑或运算，并在输出端输出复位信号；以及触发器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，触发器的第一输入端接收复位信号；触发器的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃东，王海时，冯林，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51