一种恒流控制电路及开关电源电路制造技术

本实用新型专利技术涉及恒流控制技术领域，具体公开了一种恒流控制电路，其中，恒流控制电路包括：退磁检测电路、采样保持电路、跨导运算放大电路、比例缓冲器、PWM比较器和RS触发器，退磁检测电路和采样保持电路均与跨导运算放大电路的输入端连接，跨导运算放大电路的输出端与比例缓冲器的输入端连接，比例缓冲器的输出端连接至PWM比较器的反相输入端，PWM比较器的输出端连接至RS触发器的输入端，RS触发器的输出端反馈连接至采样保持电路的输入端，采样保持电路的输入端和PWM比较器的同相输入端还用于输入采样电压信号。本实用新型专利技术还公开了一种开关电源电路。本实用新型专利技术提供的恒流控制电路能够实现输出电流精度的调节，进而实现输出高精度电流。

A constant current control circuit and switching power supply circuit

【技术实现步骤摘要】
一种恒流控制电路及开关电源电路
本技术涉及恒流控制
，尤其涉及一种恒流控制电路及包括该恒流控制电路的开关电源电路。
技术介绍
应用于原边控制的反激拓扑的输出电流通用表达式为：其中，Np表示变压器的原边匝数，Ns表示变压器的副边匝数，Ip,pk表示变压器原边峰值电流，Tdem表示退磁时间，Tsw表示开关管工作周期。在现有的传统恒流控制方式中，变压器原副边匝比和采样电阻Rcs均保持不变，在恒流控制环路中，可以通过环路反馈控制确保Vcs,pk和为常量，即可保证输出电流均值为恒定值。例如，在控制电路中，假设该拓扑反激变压器原副边匝比采样电阻Rcs＝862.5mΩ。若采用传统恒流控制方式，分别控制两个变量为恒定值，则通过反馈环路控制CS峰值电压Vcs,pk＝500mV，同时控制退磁时间与周期的比值得到最终负载输出电流可以恒定为2A。但是在传统恒流控制方式下，由于变量需要分别单独控制，变量各自存在其分布范围和各自受影响的因素，这会导致最终恒流输出精度低。例如，在上述举例中，由于Vcs,pk＝500mV的变量控制，以及的变量控制是单独分开环路反馈控制的，最终输出情况往往没有理论设计时这么理想，假设各自最终输出存在1％的偏差，那么实际得到的控制变量Vcs,pk＝495mV，得到负载输出电流为1.96A，与预设的2A电流输出存在2％的误差，即最终输出电流的误差被放大了。因此，如何能够提高恒流控制电路中的输出电流精度成为当下亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种恒流控制电路及包括该恒流控制电路的开关电源电路，以解决现有技术中的问题。作为本技术的第一个方面，提供一种恒流控制电路，其中，所述恒流控制电路包括：退磁检测电路、采样保持电路、跨导运算放大电路、比例缓冲器、PWM比较器和RS触发器，所述退磁检测电路和所述采样保持电路均与所述跨导运算放大电路的输入端连接，所述跨导运算放大电路的输出端与所述比例缓冲器的输入端连接，所述比例缓冲器的输出端连接至所述PWM比较器的反相输入端，所述PWM比较器的输出端连接至所述RS触发器的输入端，所述RS触发器的输出端反馈连接至所述采样保持电路的输入端，所述采样保持电路的输入端和所述PWM比较器的同相输入端还用于输入采样电压信号；所述采样保持电路用于对所述采样电压信号进行采样和保持，得到采样保持电压；所述退磁检测电路用于输出退磁时间信号；所述跨导运算放大电路用于对所述采样保持电压通过所述退磁时间信号进行控制得到采样电流信号；所述比例缓冲器用于对所述采样电流信号进行比例缩减控制得到比例缩减信号；所述PWM比较器用于对所述比例缩减信号以及所述采样电压信号进行比较得到关断信号；所述RS触发器用于对所述关断信号进行处理得到开关管逻辑控制信号以控制功率开关管的导通与关断。优选地，所述恒流控制电路还包括功率管导通信号发生器，所述功率管导通信号发生器用于产生导通信号。优选地，所述RS触发器的S输入端连接所述功率管导通信号发生器，所述RS触发器的R输入端连接所述PWM比较器的输出端，所述RS触发器用于在所述导通信号的作用下对所述关断信号进行处理得到所述开关管逻辑控制信号。优选地，所述恒流控制电路还包括栅极驱动电路，所述栅极驱动电路的输入端连接所述RS触发器的输出端，所述栅极驱动电路用于对所述开关管逻辑控制信号进行处理得到开关管驱动信号，并输出所述开关管驱动信号。优选地，所述恒流控制电路还包括基准电路，所述基准电路分别与所述退磁检测电路、跨导运算放大电路、采样保持电路、比例缓冲器和PWM比较器连接，用于提供基准电压信号和基准电流信号。优选地，所述采样保持电路包括第一开关管和采样保持电容，所述第一开关管的驱动端连接所述RS触发器的输出端，所述第一开关管的第一端连接所述采样保持电容的一端，所述第一开关管的第二端用于输入所述采样电压信号，所述采样保持电容的另一端连接信号地。优选地，所述跨导运算放大电路包括：第二开关管、第三开关管和跨导运算放大器，所述第二开关管的驱动端与所述退磁检测电路的输出端连接，所述第二开关管的第一端连接第三开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述采样保持电容的一端，所述第三开关管的驱动端连接所述退磁检测电路的输出端，所述第三开关管的第二端连接信号地，所述跨导运算放大器的正相输入端用于输入基准电压信号，所述跨导运算放大器的反相输入端连接所述第二开关管的第一端，所述跨导运算放大器的输出端用于输出所述采样电流信号。优选地，所述比例缓冲器包括：运算放大器、第四开关管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述运算放大器的正相输入端用于输入所述采样电流信号，所述运算放大器的反相输入端连接至所述第四开关管的第二端，所述运算放大器的输出端连接所述第四开关管的驱动端，所述第四开关管的第一端连接输入电压信号，所述第四开关管的第二端连接所述第一分压电阻的一端，所述第一分压电阻的另一端通过所述第二分压电阻连接信号地。优选地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均包括N型开关管。作为本技术的第二个方面，提供一种开关电源电路，其中，所述开关电源电路包括：整流滤波电路、RCD能量吸收电路、变压器、输出控制电路、功率开关管和前文所述的恒流控制电路，所述整流滤波电路与所述RCD能量吸收电路以及所述恒流控制电路连接，所述恒流控制电路的输出端与所述功率开关管的驱动端连接，所述功率开关管和所述RCD能量吸收电路均与所述变压器的源边连接，所述变压器的副边与所述输出控制电路连接，所述恒流控制电路能够对所述采样电压信号进行处理后得到开关管逻辑控制信号以控制所述功率开关管的导通与关断。本技术提供的恒流控制电路，通过采样保持电路实现对采样电压信号进行采样和保持，通过跨导运算放大电路对采样保持电压在退磁时间信号的作用下进行控制得当采样电流信号，最后通过对采样电流信号进行处理得到开关管逻辑控制信号，通过开关管逻辑控制信号可以实现对功率开关管的导通与关断的控制，从而当该恒流控制电路应用在开关电源电路中时能够实现输出电流精度的调节，进而实现输出高精度电流。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术提供的恒流控制电路的结构框图。图2为本技术提供的开关电源电路的电路结构图。图3为本技术提供的采样保持电路和跨导运算放大电路的结构图。图4为本技术提供的比例缓冲器与PWM比较器的电路图。图5a为本技术提供的功率管导通信号发生器的一种实施方式结构图。图5b为本技术提供的功率管导通信号发生器的另一种实施方式结构图。图6为图1中的各个信号的波形图。图7为图5a中的各个信号的波形图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒流控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路包括：退磁检测电路、采样保持电路、跨导运算放大电路、比例缓冲器、PWM比较器和RS触发器，所述退磁检测电路和所述采样保持电路均与所述跨导运算放大电路的输入端连接，所述跨导运算放大电路的输出端与所述比例缓冲器的输入端连接，所述比例缓冲器的输出端连接至所述PWM比较器的反相输入端，所述PWM比较器的输出端连接至所述RS触发器的输入端，所述RS触发器的输出端反馈连接至所述采样保持电路的输入端，所述采样保持电路的输入端和所述PWM比较器的同相输入端还用于输入采样电压信号；/n所述采样保持电路用于对所述采样电压信号进行采样和保持，得到采样保持电压；/n所述退磁检测电路用于输出退磁时间信号；/n所述跨导运算放大电路用于对所述采样保持电压通过所述退磁时间信号进行控制得到采样电流信号；/n所述比例缓冲器用于对所述采样电流信号进行比例缩减控制得到比例缩减信号；/n所述PWM比较器用于对所述比例缩减信号以及所述采样电压信号进行比较得到关断信号；/n所述RS触发器用于对所述关断信号进行处理得到开关管逻辑控制信号以控制功率开关管的导通与关断。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒流控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路包括：退磁检测电路、采样保持电路、跨导运算放大电路、比例缓冲器、PWM比较器和RS触发器，所述退磁检测电路和所述采样保持电路均与所述跨导运算放大电路的输入端连接，所述跨导运算放大电路的输出端与所述比例缓冲器的输入端连接，所述比例缓冲器的输出端连接至所述PWM比较器的反相输入端，所述PWM比较器的输出端连接至所述RS触发器的输入端，所述RS触发器的输出端反馈连接至所述采样保持电路的输入端，所述采样保持电路的输入端和所述PWM比较器的同相输入端还用于输入采样电压信号；
所述采样保持电路用于对所述采样电压信号进行采样和保持，得到采样保持电压；
所述退磁检测电路用于输出退磁时间信号；
所述跨导运算放大电路用于对所述采样保持电压通过所述退磁时间信号进行控制得到采样电流信号；
所述比例缓冲器用于对所述采样电流信号进行比例缩减控制得到比例缩减信号；
所述PWM比较器用于对所述比例缩减信号以及所述采样电压信号进行比较得到关断信号；
所述RS触发器用于对所述关断信号进行处理得到开关管逻辑控制信号以控制功率开关管的导通与关断。


2.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路还包括功率管导通信号发生器，所述功率管导通信号发生器用于产生导通信号。


3.根据权利要求2所述的恒流控制电路，其特征在于，所述RS触发器的S输入端连接所述功率管导通信号发生器，所述RS触发器的R输入端连接所述PWM比较器的输出端，所述RS触发器用于在所述导通信号的作用下对所述关断信号进行处理得到所述开关管逻辑控制信号。


4.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路还包括栅极驱动电路，所述栅极驱动电路的输入端连接所述RS触发器的输出端，所述栅极驱动电路用于对所述开关管逻辑控制信号进行处理得到开关管驱动信号，并输出所述开关管驱动信号。


5.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，所述恒流控制电路还包括基准电路，所述基准电路分别与所述退磁检测电路、跨导运算放大电路、采样保持电路、比例缓冲器和PWM比较器连接，用于提供基准电压信号和基准电流信号。
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【专利技术属性】
技术研发人员：虞楠楠，朱勤为，励晔，黄飞明，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32