一种原边反馈恒流恒压控制电路及方法技术

本发明专利技术提供一种原边反馈恒流恒压控制电路及方法，包括：电压输入模块；变压器；电压输出模块；输出电压反馈模块；根据反馈信号产生能量控制信号的能量控制模块；检测采样电流的峰值电流检测模块；根据反馈信号及能量控制信号控制功率开关管的恒流恒压控制模块；驱动模块。输入电压通过变压器输出并得到反馈信号；根据反馈信号得到能量控制信号，检测采样电流；若采样电流达到峰值，则关断功率开关管；若采样电流未达到峰值，则恒流或恒压控制。本发明专利技术采用原边反馈原理，电路结构简单、成本低，可有效避免反馈信号中的节点漏电或者噪声毛刺被误差放大器放大而造成能量控制信号的偏差或不稳定问题，有效提高系统稳定性和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种原边反馈恒流恒压控制电路及方法
本专利技术涉及恒流恒压控制领域，特别是涉及一种原边反馈恒流恒压控制电路及方法。
技术介绍
近年来，随着消费电子产品需求量的大幅增加以及各种电子产品的更新换代，人们对于电源的要求也越来越高，尤其在输出电流、电压的稳定性，系统抗干扰能力等方面的要求尤为严苛。原边反馈(PrimarySwitchingRegulator，PSR)的交流/直流(AC/DC)控制技术是近10年间发展起来的新型AC/DC控制技术，与传统的副边反馈的恒流恒压控制结构相比，原边反馈恒流恒压控制结构最大的优势在于省去了光耦和TL431基准电压源这两个芯片以及与之配合的一组元器件，这样就节省了系统板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。在手机充电器等成本压力较大的市场，和LED驱动等对体积要求很高的市场具有广阔的应用前景和发展空间。在省去了这些元器件之后，为了实现高精度的恒流/恒压(CC/CV)特性，必然要采用新的技术来监控负载、电源和温度的实时变化以及元器件的同批次容差，这就涉及到原边调节技术、变压器容差补偿、线缆补偿和EMI优化技术。现有的原边反馈恒流恒压控制电路的采样信号往往会受到噪声的干扰，系统本身的寄生漏电流也会对控制信号产生较大的影响，因此在输出电流、电压的稳定性以及系统的抗干扰能力方面仍需要进一步提高。因此，如何提高原边反馈恒流恒压控制电路的性能稳定性及抗干扰能力已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种原边反馈恒流恒压控制电路及方法，用于提高现有技术中原边反馈恒流恒压控制电路的性能和抗干扰能力。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种原边反馈恒流恒压控制电路，所述原边反馈恒流恒压控制电路至少包括：电压输入模块，用于输入电压；变压器，包括原边绕组、次级绕组及辅助绕组，所述原边绕组的一端与所述电压输入模块相连、另一端通过功率开关管及采样电阻接地；电压输出模块，与所述次级绕组相连，用于输出电压；输出电压反馈模块，与所述辅助绕组相连，用于对所述辅助绕组检测到的输出电压分压得到反馈信号；能量控制模块，与所述输出电压反馈模块相连，根据所述反馈信号产生能量控制信号；峰值电流检测模块，与所述能量控制模块及所述采样电阻相连，用于将所述能量控制信号与采样电流进行比较，当所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关关断信号；当所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关开启信号；恒流恒压控制模块，与所述输出电压反馈模块及所述能量控制模块相连，根据所述反馈信号及所述能量控制信号控制所述功率开关管的开关频率和占空比；驱动模块，与所述峰值电流检测模块及所述恒流恒压控制模块相连，在所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，关闭所述功率开关管；在所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，控制所述功率开关管的开关频率和占空比，以实现恒流或恒压输出。优选地，所述能量控制模块包括第一采样保持器，误差放大器，第二采样保持器以及线补偿器；所述第一采样保持器接收所述反馈信号，并对所述反馈信号采样保持；所述误差放大器与所述第一采样保持器以及一参考信号相连，得到所述第一采样保持器输出电压与所述参考电压的差值；所述第二采样保持器与所述误差放大器相连，对所述误差放大器输出的差值进行采样保持以得到所述能量控制信号；所述线补偿器的输入端连接所述第二采样保持器的输出端、所述线补偿器的输出端连接所述第一采样保持器的输入端，用于进行补偿。更优选地，所述第二采样保持器包括第一互补开关、第二互补开关、第一缓冲器以及第一电容；所述第一互补开关在采样时导通、采样结束后关断；所述第一缓冲器连接于所述第一互补开关的输出端，用于缓冲隔离；所述第二互补开关连接于所述第一缓冲器的输出端，与所述第一互补开关的工作状态一致；所述第一电容的一端接地、另一端连接于所述第二互补开关的输出端，用于储存采样值。更优选地，所述第二采样保持器包括消除沟道效应的第一开关及第二电容；所述第一开关在采样时导通、采样结束后关断；所述第二电容的一端接地、另一端连接于所述第一开关的输出端，用于储存采样值。更优选地，所述第二采样保持器还包括连接于所述第一开关和所述第二电容之间的第二缓冲器及消除沟道效应的第二开关；所述第二缓冲器连接于所述第一开关的输出端，所述第二开关连接于所述第二缓冲器和所述第二电容之间。优选地，所述峰值电流检测模块包括前沿消隐器及比较器，所述前沿消隐器与所述采样电阻相连，所述比较器与所述前沿消隐器及所述能量控制模块相连，用于判断所述采样电流是否达到所述能量控制信号设定的电流峰值。优选地，所述恒流恒压控制模块包括去磁时间检测器、恒流恒压控制器、振荡器以及脉冲宽度频率调制器；所述去磁时间检测器接收所述反馈信号，用于检测去磁时间，产生恒流或恒压的判断信号；所述恒流恒压控制器接收所述能量控制信号，并据此产生恒流或恒压控制的频率信号；所述振荡器与所述去磁时间检测器及所述恒流恒压控制器连接，用于产生时钟开启信号；所述脉冲宽度频率调制器与所述恒流恒压控制器及所述振荡器连接，用于产生控制所述功率开关管开关频率的信号。优选地，所述驱动模块包括触发器及驱动器，所述触发器连接所述峰值电流检测模块及所述恒流恒压控制模块，用于控制所述功率开关管的开启、关断及开关频率。优选地，还包括一供电电路，所述供电电路包括采样电阻、电容以及二极管；所述采样电阻的一端连接于所述原边绕组、另一端连接所述电容，所述电容的另一端接地；所述二极管的负极连接于所述采样电阻及所述电容之间、阳极连接所述辅助绕组。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种原边反馈恒流恒压控制方法，所述原边反馈恒流恒压控制方法至少包括：输入电压通过原边绕组传输到次级绕组并输出电压，辅助绕组对输出电压检测并分压得到反馈信号；根据所述反馈信号得到相应的能量控制信号，将所述能量控制信号与流经所述原边绕组的采样电流进行比较，以判断所述采样电流是否达到所述能量控制信号设定的电流峰值；若所述采样电流达到电流峰值，则直接关断功率开关管；若所述采样电流未达到电流峰值，则由所述能量控制信号及所述反馈信号控制所述功率开关管的开关频率以实现恒流或恒压控制。优选地，在所述输出电压低于设定值时，所述反馈信号降低，由所述反馈信号得到的能量控制信号反而增大，所述能量控制信号设定的电流峰值增大，所述功率开关管的开关频率提高，在所述采样电流未达到电流峰值时，所述功率开关管导通的时间增加，流经所述原边绕组的电流增加，所述输出电压升高，以使所述输出电压保持在设定值；在所述输出电压高于设定值时，所述反馈信号升高，由所述反馈信号得到的能量控制信号反而减小，所述能量控制信号设定的电流峰值减小，所述功率开关管的开关频率下降，在所述采样电流未达到电流峰值时，所述功率开关管导通的时间减少，流经所述原边绕组的电流减小，所述输出电压降低，以使所述输出电压保持在设定值。更优选地，所述反馈信号在开关周期结束后采样保持，并与参考电压进行比较得到差值，而后再次对差值进行采样保持得到所述能量控制信号，以克服采样电容寄生的放电通路漏电流及噪声扰动对所述能量控制信号的干扰。如上所述，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于，所述原边反馈恒流恒压控制电路至少包括：电压输入模块，用于输入电压；变压器，包括原边绕组、次级绕组及辅助绕组，所述原边绕组的一端与所述电压输入模块相连、另一端通过功率开关管及采样电阻接地；电压输出模块，与所述次级绕组相连，用于输出电压；输出电压反馈模块，与所述辅助绕组相连，用于对所述辅助绕组检测到的输出电压分压得到反馈信号；能量控制模块，与所述输出电压反馈模块相连，根据所述反馈信号产生能量控制信号；峰值电流检测模块，与所述能量控制模块及所述采样电阻相连，用于将所述能量控制信号与采样电流进行比较，当所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关关断信号；当所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关开启信号；恒流恒压控制模块，与所述输出电压反馈模块及所述能量控制模块相连，根据所述反馈信号及所述能量控制信号控制所述功率开关管的开关频率和占空比；驱动模块，与所述峰值电流检测模块及所述恒流恒压控制模块相连，在所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，关闭所述功率开关管；在所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，控制所述功率开关管的开关频率和占空比，以实现恒流或恒压输出。...

【技术特征摘要】
1.一种原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于，所述原边反馈恒流恒压控制电路至少包括：电压输入模块，用于输入电压；变压器，包括原边绕组、次级绕组及辅助绕组，所述原边绕组的一端与所述电压输入模块相连、另一端通过功率开关管及采样电阻接地；电压输出模块，与所述次级绕组相连，用于输出电压；输出电压反馈模块，与所述辅助绕组相连，用于对所述辅助绕组检测到的输出电压分压得到反馈信号；能量控制模块，与所述输出电压反馈模块相连，根据所述反馈信号产生能量控制信号；峰值电流检测模块，与所述能量控制模块及所述采样电阻相连，用于将所述能量控制信号与采样电流进行比较，当所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关关断信号；当所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，产生开关开启信号；恒流恒压控制模块，与所述输出电压反馈模块及所述能量控制模块相连，根据所述反馈信号及所述能量控制信号控制所述功率开关管的开关频率和占空比；驱动模块，与所述峰值电流检测模块及所述恒流恒压控制模块相连，在所述采样电流达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，关闭所述功率开关管；在所述采样电流未达到所述能量控制信号设定的电流峰值时，控制所述功率开关管的开关频率和占空比，以实现恒流或恒压输出。2.根据权利要求1所述的原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于：所述能量控制模块包括第一采样保持器，误差放大器，第二采样保持器以及线补偿器；所述第一采样保持器接收所述反馈信号，并对所述反馈信号采样保持；所述误差放大器与所述第一采样保持器以及一参考信号相连，得到所述第一采样保持器输出电压与所述参考电压的差值；所述第二采样保持器与所述误差放大器相连，对所述误差放大器输出的差值进行采样保持以得到所述能量控制信号；所述线补偿器的输入端连接所述第二采样保持器的输出端、所述线补偿器的输出端连接所述第一采样保持器的输入端，用于进行补偿。3.根据权利要求2所述的原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于：所述第二采样保持器包括第一采样开关以及第一采样电容；所述第一采样开关在采样时导通、采样结束后关断；所述第一采样电容的一端接地、另一端连接于所述第一采样开关的输出端，用于储存采样值。4.根据权利要求3所述的原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于：所述第二采样保持器还包括连接于所述第一采样开关和所述第一采样电容之间的缓冲器及第二采样开关；所述缓冲器连接于所述第一采样开关的输出端，用于缓冲隔离；所述第二采样开关连接于所述缓冲器和所述第一采样电容之间，与所述第一采样开关的工作状态一致。5.根据权利要求4所述的原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于：所述第一采样开关及所述第二采样开关为互补开关、消除沟道效应的开关或MOS开关。6.根据权利要求1所述的原边反馈恒流恒压控制电路，其特征在于：所述峰值电流检测模块包括前沿消隐器及比较器，所述前沿消隐器与所述采样电阻相连，所述比较器与所述前沿消隐器及所述能量控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昌全，李进，王铃，罗丙寅，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31