应用于电容充电的脉宽调变控制电路制造技术

一种脉宽调变控制电路，应用于一电容充电的电源转换器，而脉宽调变控制电路包含：脉宽调变信号产生器，用以产生一脉宽调变信号以控制电源转换器的功率开关；第一比较器，其第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收一个与电源转换器的变压器一次侧电流成正比的感测电压，当功率开关导通且感测电压达到第一参考电压的电位时，由第一比较器输出第一控制信号至脉宽调变信号产生器，脉宽调变信号产生器输出使功率开关截止的信号；以及参考电压调整器，根据一个与电源转换器的输出电压相关的反馈电压，输出第一参考电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉宽调变控制电路，特别涉及一种应用于电容充电的脉宽 调变控制电路。
技术介绍
在数字相机的领域中，有时候使用者使用相机时，其拍摄影像的处的光线 不足，需要由闪光灯提供额外的光线，以取得较佳的摄影效果。然而，闪光灯 的灯管工作电压(一般约300V)远高于照相机内部电池的电压(例如锂电池工作电压约3V至4.2V， 2颗AA工作电压电池约2V至3V)。此时，相机内部设有高压充电电路，使用返驰式(Flyback)架构，并利用高 圈数比的变压器(由于相机轻薄短小，圈数比约10倍)，向高压电容进行充电， 以提升至高压(一般约300V)，待高压电容的电压满足闪光灯的工作电压时， 则由高压电容提供闪光灯瞬间闪光时所需的能量。请参照图l，为目前返驰式充电架构的电路示意图。如图l，平均充电电 流Iin由变压器40的一次侧电流Ip，经过输入电容器Cin滤波后所产生，当Vin功率开关SW导通时，变压器40的一次侧电流Ip以LP的斜率上升，直到Vrefl一次侧电流Ip上升至R42时，则功率开关SW截止，其中Lp为变压器40 的一次侧电感值，此时储存在变压器40 —次侧电感上的能量转移到二次侧电感上，并经过肖特基二极管Do对输出电容器Co进行充电。Vout接着，二次侧电流Is会以Lsec的斜率逐渐下降到零，其中Lsec为变压器40的二次侧电感值，功率开关SW的漏极电压Vsw受到变压器40的一次 侧电感和杂散电容谐振而往下掉，直到漏极电压Vsw掉到第二参考电压 Vref2(例如，第二参考电压Vref2为1.2伏特)时，则功率开关SW再次导通，如此周而复始，直到对输出电容器Co充电完成。请参照图2，为变压器一次侧电流、变压器二次侧电流与功率开关的漏极 电压波形的时序图。如图2所示，当功率开关SW截止后，变压器40的二次 侧电流Is逐渐下降到零，但功率开关SW的漏极电压Vsw因谐振而下降至第 二参考电压Vref2时，功率开关SW才再次导通，如此，将产生空白时间Tb， 而空白时间Tb占功率开关SW的截止时间Toff的比例会随着漏极电压Vsw 越高而越长(漏极电压Vsw约正比于输出电压Vout)，由于此段空白时间一次 侧电流Ip为负值，故平均充电电流Iin随着输出电压Vout升高而递减，故当 输出电容器Co的电压越接近目标值时，平均充电电流Iin越低，如此将造成 输出电容器Co的充电时间加长。因此，如何能提供一种可适应性调整平均充电电流的脉宽调变控制电路， 成为研究人员待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术提供一种脉宽调变控制电路，通过检测电容器的 充电状态或输入电压的变化，适应性调整变压器一次侧的电流，以使得平均充 电电流维持在接近恒定状态，进而加快电容器的充电速度。本专利技术所揭露的脉宽调变控制电路，应用于一电容充电的电源转换器，而 脉宽调变控制电路包含有脉宽调变信号产生器，用以产生一脉宽调变信号以 控制电源转换器的功率开关；第一比较器，具有第一输入端与第二输入端，第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收与电源转换器的变压器一次侧电 流成正比的感测电压，当功率开关导通且感测电压达到第一参考电压的电位 时，由第一比较器输出第一控制信号至脉宽调变信号产生器，而脉宽调变信号产生器输出使功率开关截止的信号；以及参考电压调整器，根据一个与电源转 换器的输出电压相关的反馈电压，输出第一参考电压。页另夕卜，本专利技术所揭露的脉宽调变控制电路，应用于一电容充电的电源转换 器，而脉宽调变控制电路包含有脉宽调变信号产生器，用以产生一脉宽调变 信号以控制电源转换器的功率开关；第一比较器，具有第一输入端与第二输入 端，第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收一个与电源转换器的变压 器一次侧电流成正比的感测电压，当功率开关导通且感测电压达到第一参考电 压的电位时，由第一比较器输出第一控制信号至脉宽调变信号产生器，脉宽调 变信号产生器输出使功率开关截止的信号；以及参考电压调整器，根据电源转 换器的输入电压，输出第一参考电压。由这种脉宽调变控制电路，通过检测电容器的充电状态，使变压器一次侧 的电流作相对调整，换句话说，使得平均充电电流维持在接近恒定状态，进而 加快电容器的充电速度。另外，通过检测输入电压的变化，使变压器一次侧的 电流作相对调整，以达成充电时间不随输入电压的降低而延长的目的。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的 限定。附图说明图1为现有技术的返驰式充电架构的电路示意图2为现有技术的变压器一次侧电流、变压器二次侧电流与功率开关的漏 极电压波形的时序图3A为本专利技术第一实施例的电路示意图； 图3B为本专利技术第二实施例的电路示意图； 图3C为本专利技术第三实施例的电路示意图4为本专利技术第三实施例的参考电压调整器的电路方块示意图；及图5为本专利技术第三实施例的参考电压调整器的细部电路示意图。其中，附图标记IO脉宽调变信号产生器20第一比较器21第二比较器22第三比较器23第四比较器24第五比较器 30参考电压调整器31第一电压-电流转换电路32第二电压-电流转换电路33节点40变压器50脉宽调变控制电路 Cds寄生电容 Cin输入电容器 Co 输出电容器 Do肖特基二极管 MOS1 第一晶体管 MOS2 第二晶体管 MOS3 第三晶体管 MOS4 第四晶体管 MOS5 第五晶体管 MOS6 第六晶体管 MOS7 第七晶体管 MOS8 第八晶体管 Il第一电流 12第二电流 13第三电流 14第四电流 15第五电流 16第六电流 Iin 平均充电电流 Ip—次侧电流Rl 第一电阻 R2 第二电阻R3 第三电阻R42 电阻 SW 功率开关 Ton导通时间 Toff截止时间 Vcs 感测电压 Vin输入电压 Vfb反馈电压 Vout输出电压 Vrefl第一参考电压 Vref2第二参考电压 Vref3第三参考电压 Vsw漏极电压具体实施例方式请参照图3A，为本专利技术第一实施例的电路示意图。如图3A所示，本专利技术 的脉宽调变控制电路50包含有脉宽调变信号产生器10、第一比较器20、第二 比较器21、第三比较器22与参考电压调整器30，其中脉宽调变控制电路50 可以例如是由集成电路(IC)所构成，而脉宽调变控制电路50亦可包含功率开 关SW与电阻R42。脉宽调变信号产生器10，根据输入的控制信号产生一脉宽调变信号，并 输出脉宽调变信号至功率开关SW，以控制电源转换器的功率开关SW，其中功 率开关SW可例如是金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor, mos)开 关，而功率开关SW具有寄生电容Cds。第一比较器20，与脉宽调变信号产生器10电性连接，具有第一输入端(即 反相输入端)与第二输入端(及非反相输入端)，第一输入端接收第一参考电压 Vref 1，第二输入端接收一个与电源转换器的变压器40 —次侧电流Ip成正比 的感测电压Vcs，当功率开关SW导通且感测电压Vcs达到第一参考电压Vrefl 的电位时，则由第一比较器20输出第一控制信号至脉宽调变信号产生器10， 而脉宽调变信号产生器10根据第一控制信号输出使功率开关SW截止的信号。第二比较器21，具有第 -输入端(即反相输入端)与第二输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽调变控制电路，应用于一电容充电的电源转换器，其特征在于，该脉宽调变控制电路包含：　一脉宽调变信号产生器，用以产生一脉宽调变信号以控制该电源转换器的功率开关；　一第一比较器，具有一第一输入端与一第二输入端，该第一输入端接收一第一参考电压，该第二输入端接收一与该电源转换器的变压器一次侧电流成正比的感测电压，当该功率开关导通且该感测电压达到该第一参考电压的电位时，由该第一比较器输出一第一控制信号至该脉宽调变信号产生器，该脉宽调变信号产生器输出使该功率开关截止的信号；以及　一参考电压调整器，根据一个与该电源转换器的输出电压相关的反馈电压，输出该第一参考电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱益杉，王昱斌，赵兴国，
申请(专利权)人：通嘉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]