电源供应器一次侧控制输出电流的切换式控制装置制造方法及图纸

技术编号:3379433 阅读:155 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种切换式控制装置,应用于电源供应器的一次侧,用以控制输出电流。该切换式控制装置包含产生电流波形信号的波形检测器;用以检测二次侧切换电流放电时间的放电时间检测器;可产生振荡信号来控制切换信号的切换频率的振荡器;通过积分一平均电流信号与放电时间用以产生一积分信号的积分器,并依据一电流波形信号产生该平均电流信号,并且该积分器的时间常数与该切换信号的切换周期成正比例的关系,因此该积分信号正比于电源供应器的输出电流;可放大积分信号并且提供一个输出电流控制回路的误差放大器;以及依据该误差放大器的输出可控制该切换信号的脉冲宽度的比较器。由此,电源供应器的输出电流将可在一次侧得到稳定调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种切换式控制装置,特别是指一种应用于电源供应器的切换式控制装置。
技术介绍
目前可以提供稳定的电压与电流的电源供应器已经广泛地应用于各种电子装置。基于符合安规(safety)的需求,一离线式的电源供应器(off-linepower converter)必须在它的一次侧与二次侧之间提供电气隔离(galvanicisolation)。在许多充电器相关的应用领域中,对于恒定电流曲线与低成本的要求很高。以目前揭示的技术来说,在电源供应器的一次侧所设置切换式控制器无法很精确地控制电源供应器的输出电流,因而无法达到具有直线特性的恒定电流曲线。再者,为了达成前述的恒定电流曲线,在电源供应器的二次侧必须增加电流回路才能达成恒定电流控制,如此一来,又必须付出提高成本的代价。因此,如何精确地控制电源供应器的输出电流与降低成本是相当重要的课题。
技术实现思路
为了达成上述目的,本专利技术提出一种切换式控制装置,应用于一电源供应器的一变压器一次侧,用以控制电源供应器的输出电流。该切换式控制装置包含一切换式控制器,切换式控制器可产生一切换信号,该切换信号可以切换一变压器与稳定调整电源供应器的输出。该切换式控制器包含一运算放大器与一参考电压所组成的一误差放大器,用以输出电流控制;一比较器结合一脉冲宽度调制器,依据该误差放大器的输出来控制该切换信号的脉冲宽度。该切换式控制装置又包含一振荡器,该振荡器产生一振荡信号用以决定该切换信号的切换频率;一波形检测器通过采样一次侧切换电流信号,用以产生一电流波形信号;一放电时间检测器连接至该变压器,用以检测二次侧切换电流的一放电时间;一积分器通过积分一平均电流信号与该放电时间,用以产生一积分信号。该平均电流信号为该电流波形信号的平均值,并且该积分器的时间常数与该切换信号的切换周期成正比例的关,因此该积分信号正比于电源供应器的输出电流。该积分信号连接至该误差放大器的输入端,切换式控制器将可依据该积分信号调整输出电流。本专利技术的技术方案是这样实现的。一种切换式控制装置,应用于一电源供应器的一变压器一次侧,用以控制一输出电流,其特征在于包括有一波形检测器,通过一电流检知元件,采样该变压器一次侧切换电流,用以产生一电流波形信号;一放电时间检测器,连接至该变压器,用以检测该变压器二次侧切换电流的一放电时间;一积分器,连接于该波形检测器与该放电时间检测器,取得该放电时间与该电流波形信号,用以产生一积分信号;及一脉冲宽度控制器,连接该积分器,接收该积分信号,用以产生一切换信号;该切换信号用以切换该变压器,并且依据该参考电压来稳定调整该电源供应器的输出电流。其中,该脉冲宽度控制器包括有一运算放大器,连接该积分器,接收该积分信号与一参考电压,用以放大该积分信号;及一比较器,连接于该运算放大器与一脉冲宽度调制电路,依据该放大的积分信号,通过该脉冲宽度调制电路用以控制该切换信号的脉冲宽度,并依据该参考电压来稳定调整该电源供应器的该输出电流。其中,进一步包括有一振荡器连接该波形检测器、积分器及该脉冲宽度控制器,用以产生一振荡信号,以决定该切换信号的切换频率。其中,该积分器的一时间常数与该切换信号的一切换周期成正比例的关系。其中,该波形检测器包括一第一比较器,由其正端取得该变压器一次侧切换电流信号,并且其负端连接至一第一电容,用以维持该变压器一次侧切换电流信号的峰值,并于其输出端输出控制一第一开关导通或截止,该变压器一次侧切换电流信号的数值正比于该一次侧切换电流的数值;一第一恒定电流源,通过该第一开关对该第一电容进行充电;一第一晶体管,并联连接该第一电容,用以对该第一电容进行放电;一第二电容,通过一第二开关取得该变压器一次侧切换电流信号,并维持该变压器一次侧切换电流信号的初始值;该第二开关根据一储存信号来进行导通或截止;一第二晶体管,并联连接该第二电容,用以对该第二电容进行放电;一第三电容,通过一第三开关周期性地采样跨于该第一电容的电压,用以产生一斜率电流波形信号;及一第四电容,通过一第四开关周期性地采样跨于该第二电容的电压,用以产生一偏移电流波形信号。其中,该积分器包括一第一电压转电流转换器,依据该波形检测器输出的该偏移电流波形信号,用以产生一第一可规划充电电流;一第二电压转电流转换器,依据该波形检测器输出的该斜率电流波形信号,用以产生一第二可规划充电电流;一计时电容,通过一第五开关取得该第一可规划充电电流与该第二可规划充电电流相加所产生的一平均电流信号,以进行充电;一第三晶体管,并联连接该计时电容,用来对该计时电容进行放电;一输出电容,通过一第六开关周期性地采样跨于该计时电容的电压,用以产生该积分信号。其中,该振荡器包括有一第三电压转电流转换器,具有一振荡运算放大器、一振荡电阻与一振荡晶体管,其中该第三电压转电流转换器产生一参考电流;一第一振荡电流镜,具有一第一振荡晶体管、一第二振荡晶体管与一第三振荡晶体管,其中该第三振荡晶体管产生一振荡充电电流;一第二振荡电流镜,具有一第四振荡晶体管与一第五振荡晶体管,其中该第五振荡晶体管产生一振荡放电电流;一振荡电容,通过一第一振荡开关连接至该第三振荡晶体管的漏极,与通过一第二振荡开关连接至该第五振荡晶体管的漏极;一振荡比较器,其正端连接至该振荡电容,产生一振荡信号用以对该第二振荡开关进行导通或截止;一第三振荡开关,其一第一端连接到一高临界电压,一第二端连接至该振荡比较器的负端;一第四振荡开关,其一第一端连接到一低临界电压,一第二端连接至该振荡比较器的负端,受控于该振荡信号;一振荡反相器,其一输入端连接至该振荡比较器的输出端,产生一反相振荡信号,用以对该第一振荡开关与该第三振荡开关进行导通或截止;一第一反相器、一第二反相器、一第三反相器与一第四反相器串联连接,其中该第一反相器的输入端由该振荡信号所提供;及一与门,用以产生一清除信号,其中该与门的第一输入端连接至该第四反相器的输出端,其中该与门的第二输入端连接至该第一反相器的输出端,其中该清除信号用以对该第一晶体管、该第二晶体管与该第三晶体管进行导通或截止。其中,该放电时间检测器包括有一延迟电路,对于该切换信号的下降边缘提供一传输延迟,其中该传输延迟的时间由内部的一第一零点检测恒定电流源的电流与一第一零点检测电容的电容值所决定;一单次触发信号产生器,连接于该延迟电路,根据该传输延迟用以产生一电压采样信号,该电压采样信号的脉冲宽度由其内部的一第二零点检测恒定电流源的电流与一第二零点检测电容的电容值所决定;一零点检测运算放大器,其正端连接至该变压器的该辅助绕组,用以检测一反射电压;一采样电容,通过一采样开关连接至该零点检测运算放大器的输出端,根据该采样开关的导通或截止用以采样该反射电压;一零点检测比较器,其正端连接该采样电容,负端则通过一参考电压临界值连接至该零点检测运算放大器的负端与输出端;一第四零点检测反相器,具有一输入端由该切换信号所供应;一第五零点检测反相器,具有一输入端由该电压采样信号所供应;一第三零点检测与门,具有一第一输入端连接至该零点检测比较器的输出端;一第四零点检测与门,用以产生一放电时间信号,其中该第四零点检测与门的第一输入端连接至该第四零点检测反相器的输出端;一第一SR型触发器,其一输出端连接至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切换式控制装置,应用于一电源供应器的一变压器一次侧,用以控制一输出电流,其特征在于包括有:一波形检测器,通过一电流检知元件,采样该变压器一次侧切换电流,用以产生一电流波形信号;一放电时间检测器,连接至该变压器,用以检测该 变压器二次侧切换电流的一放电时间;一积分器,连接于该波形检测器与该放电时间检测器,取得该放电时间与该电流波形信号,用以产生一积分信号;及一脉冲宽度控制器,连接该积分器,接收该积分信号,用以产生一切换信号;该切换信号用以切换该 变压器,并且依据该参考电压来稳定调整该电源供应器的输出电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨大勇
申请(专利权)人:崇贸科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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