一种峰值功率两级限流控制方法及电路技术

本发明专利技术公开了一种峰值功率两级限流控制方法及电路，涉及开关电源控制技术领域，该峰值功率两级限流控制方法包括以下步骤：步骤1，检测电源系统负载电流；步骤2，判断电源系统负载电流区间；步骤3，当电源系统负载电流小于额定功率电流时，系统按恒压模式工作；当电源系统负载电流大于额定功率电流时，系统按峰值功率模式工作；步骤4，当电源系统负载电流大于峰值功率电流时，启动保护程序；与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术采用原边反馈反激架构，设计了峰值功率两级限流功能，实现额定功率和峰值功率两级精确限流，提升产品可靠性及峰值电流一致性，并进一步降低系统成本。并进一步降低系统成本。并进一步降低系统成本。

【技术实现步骤摘要】
一种峰值功率两级限流控制方法及电路


[0001]本专利技术涉及开关电源控制
，具体是一种峰值功率两级限流控制方法及电路。

技术介绍

[0002]峰值功率是指电源能在短时间内输出超过最大额定输出功率的50%以上的功率，通常仅需维持几十毫秒到几秒的时间，该技术可应用于路由器、智能音箱、摄像头、打印机等负载瞬时变化较为剧烈的电子产品中，可以大大降低供电电源成本。
[0003]目前带有峰值功率功能的功率转换器主要采用副边反馈的反激架构，需要增加431（可控精密稳压源）、光耦等元器件进行控制，电源系统成本相对较高，而采用原边反馈的反激架构开关电源虽然技术难度较高，但系统成本具有明显优势，原边反馈峰值功率需求迫切，需要改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种峰值功率两级限流控制方法及电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种峰值功率两级限流控制方法，包括以下步骤：步骤1，检测电源系统负载电流；步骤2，判断电源系统负载电流区间；步骤3，当电源系统负载电流小于额定功率电流时，系统按恒压模式工作；当电源系统负载电流大于额定功率电流时，系统按峰值功率模式工作；步骤4，当电源系统负载电流持续大于峰值功率电流时，启动保护程序；步骤4包括：步骤41，当电源系统负载电流大于额定功率电流并小于峰值功率电流时，第一恒流环介入工作并开始第一过流计时，当负载电流持续大于额定功率电流并小于峰值功率电流时间超过1秒后，电源系统停止工作系统重启，期间如果负载电流小于额定功率电流，第一恒流环退出工作，同时第一过流计时清零；步骤42，当电源系统负载电流大于峰值功率电流时，第二恒流环也介入工作并开始第二过流计时，当负载电流持续大于峰值功率电流时间超过20毫秒后，电源系统停止工作系统重启，期间如果负载电流小于峰值功率电流，第二恒流环退出工作，同时第二过流计时清零。
[0006]作为本专利技术再进一步的方案：恒压模式工作时，系统最大的开关频率为FS = F_max；峰值功率模式时，系统最大的开关频率为FS = F_pk；其中，F_pk = n*F_max，参数n取值范围为1.5
‑
2。
[0007]一种峰值功率两级限流控制电路，应用于如上所述的峰值功率两级限流控制方
法，所述峰值功率两级限流控制电路包括：开关电源控制单元100，通过采样电阻141上的采样电压和输出反馈模块120的反馈电压，来控制功率管140开关；功率管140，用于导通时控制变压器110存储能量；变压器110，用于隔离的初级次级能量传递；输出整流滤波模块130，用于将初级传递过来的能量进行滤波、存储；输出反馈模块120，用于将输出信号通过辅助绕组反馈给开关电源控制单元100；开关电源控制单元100的输出端连接功率管140的G极，功率管140的D极连接变压器110的输入端一端，功率管140的S极通过采样电阻141接地，功率管140的S极连接开关电源控制单元100的第一输入端，变压器110的输入端另一端连接输入电压VIN，变压器110的输出端连接输出整流滤波模块130的输入端、输出反馈模块120的输入端，输出反馈模块120的输出端连接开关电源控制单元100的第二输入端。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：开关电源控制单元100包括功率管开启触发信号及频率调节控制模块150、恒流控制模块151、关断触发信号比较器154、RS触发器155、驱动模块156、第一或门157、第二或门158，功率管开启触发信号及频率调节控制模块150的第一端连接基准电压Vref，功率管开启触发信号及频率调节控制模块150的第二端连接输出反馈模块120的输出端，功率管开启触发信号及频率调节控制模块150的第三端连接恒流控制模块151的第一端，功率管开启触发信号及频率调节控制模块150的第四端连接RS触发器155的S端，恒流控制模块151的第二端连接关断触发信号比较器154的同相端、功率管140的S极，恒流控制模块151的第三端连接关断触发信号比较器154的反相端，关断触发信号比较器154的输出端连接第一或门157的输入端一端，第一或门157的输出端连接RS触发器155的R端，第一或门157的输入端另一端连接第二或门158的输出端，第二或门158的输入端一端连接恒流控制模块151的第四端，第二或门158的输入端另一端连接恒流控制模块151的第五端，RS触发器155的Q端连接驱动模块156的输入端，驱动模块156的输出端连接功率管140的G极。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：恒流控制模块151包括分压单元210、第一选择器220、第二选择器230、平均电流计算单元240、第一定时器250、第二定时器260、运算放大器OP1、运算放大器OP2、比较器CMP1、比较器CMP2、电容C1、电容C2，分压单元210的输出端连接第一选择器220的输入端一端，第一选择器220的输入端另一端连接基准电压VCS_min，第一选择器220的输出端连接比较器CMP1的同相端、比较器CMP2的同相端、第二选择器230的输入端第一端，第二选择器230的输入端第二端连接基准电压VCS_max，第二选择器230的输入端第三端连接比较器CMP2的反相端、电容C2的一端、运算放大器OP2的输出端，电容C2的另一端接地，运算放大器OP2的同相端连接基准电压Vref
CC2
，运算放大器OP2的反相端连接平均电流计算单元240的输出端、运算放大器OP1的反相端，运算放大器OP1的同相端连接基准电压Vref
CC1
，运算放大器OP1的输出端连接电容C1的一端、比较器CMP1的反相端，电容C1的另一端接地，比较器CMP1的输出端连接第二定时器260的输入端，分压单元210的输入端为恒流控制模块151的第一端，平均电流计算单元240的输入端为恒流控制模块151的第二端，第二选择器230的输出端为恒流控制模块151的第三端，第二定时器260的输出端为恒流控制模块151的第四端，第一定时器250的输出端为恒流控制模块151的第五端。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：输出反馈模块120包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端连接变压器110的输出端一端，电阻R1的另一端连接电阻R2、开关电源控制单元100的第二输入端，电阻R2的另一端接地。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用原边反馈反激架构，设计了峰值功率两级限流功能，实现额定功率和峰值功率两级精确限流，提升产品可靠性及峰值电流一致性，并进一步降低系统成本。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例的电源变换系统控制原理图。
[0013]图2是本专利技术实施例的峰值功率两级限流控制框图。
[0014]图3是本专利技术实施例的峰值功率两级限流控制信号示意图。
[0015]图中：100
‑
开关电源控制单元、110
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变压器、120
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种峰值功率两级限流控制方法，其特征在于：该峰值功率两级限流控制方法包括以下步骤：步骤1，检测电源系统负载电流；步骤2，判断电源系统负载电流区间；步骤3，当电源系统负载电流小于额定功率电流时，系统按恒压模式工作；当电源系统负载电流大于额定功率电流时，系统按峰值功率模式工作；步骤4，当电源系统负载电流持续大于峰值功率电流时，启动保护程序；步骤4包括：步骤41，当电源系统负载电流大于额定功率电流并小于峰值功率电流时，第一恒流环介入工作并开始第一过流计时，当负载电流持续大于额定功率电流并小于峰值功率电流时间超过1秒后，电源系统停止工作系统重启，期间如果负载电流小于额定功率电流，第一恒流环退出工作，同时第一过流计时清零；步骤42，当电源系统负载电流大于峰值功率电流时，第二恒流环也介入工作并开始第二过流计时，当负载电流持续大于峰值功率电流时间超过20毫秒后，电源系统停止工作系统重启，期间如果负载电流小于峰值功率电流，第二恒流环退出工作，同时第二过流计时清零。2.根据权利要求1所述的峰值功率两级限流控制方法，其特征在于，恒压模式工作时，系统最大的开关频率为FS = F_max；峰值功率模式时，系统最大的开关频率为FS = F_pk；其中，F_pk = n*F_max，参数n取值范围为1.5
‑
2。3.一种峰值功率两级限流控制电路，应用于权利要求1或2所述的峰值功率两级限流控制方法，所述峰值功率两级限流控制电路包括：开关电源控制单元（100），通过采样电阻（141）上的采样电压和输出反馈模块（120）的反馈电压，来控制功率管（140）开关；功率管（140），用于导通时控制变压器（110）存储能量；变压器（110），用于隔离的初级次级能量传递；输出整流滤波模块（130），用于将初级传递过来的能量进行滤波、存储；输出反馈模块（120），用于将输出信号通过辅助绕组反馈给开关电源控制单元（100）；开关电源控制单元（100）的输出端连接功率管（140）的G极，功率管（140）的D极连接变压器（110）的输入端一端，功率管（140）的S极通过采样电阻（141）接地，功率管（140）的S极连接开关电源控制单元（100）的第一输入端，变压器（110）的输入端另一端连接输入电压VIN，变压器（110）的输出端连接输出整流滤波模块（130）的输入端、输出反馈模块（120）的输入端，输出反馈模块（120）的输出端连接开关电源控制单元（100）的第二输入端；开关电源控制单元（100）包括功率管开启触发信号及频率调节控制模块（150）、恒流控制模块（151）、关断触发信号比较器（154）、RS触发器（155）、驱动模块（156）、第一或门（157）、第二或门（158），功率管开启触发信号及频率调节控制模块（150）的第一端连接基准电压Vref，功率管开启触发信号及频率调节控制模块（150）的第二端连接输出反馈模块（120）的输出端，功率管开启触发信号及频...

【专利技术属性】
技术研发人员：励晔，黄昊丹，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：