电源转换器的定电流控制系统、模块及其控制方法技术方案

技术编号:6539116 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种电源转换器的定电流控制系统、模块及其控制方法,其中定电流控制系统包括电源转换器以及定电流控制模块。电源转换器有变压器与开关单元,开关单元耦接于变压器的一次侧线圈,而定电流控制模块则耦接于变压器以及开关单元,用以从变压器的一次侧取得放电时间及电流波形信号,并据以产生控制信号以控制开关单元的开关周期。其中,定电流控制模块是用固定电流波形信号之电流峰值的方式,并依据放电时间来产生该控制信号,以调整开关单元的开关周期。由于本发明专利技术是从一次侧侦测信号进行控制,因此便不需在二次侧额外增设回馈用的运算放大器、电流感应器及光耦合器,进一步降低了整体电源转换器线路的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种定电流控制系统、模块及其控制方法,尤其是指一种通过一次侧的测量来作二次侧定电流电源输出的电源转换器的定电流控制系统、模块及其方法。
技术介绍
一般电源转换器会有定电压(Constant Voltage,CV)控制与定电流(Constant Current,CC)控制,来维持输出的稳定。请参照图1,为公知电源转换器的线路架构,接收输入电压Vi以产生输出电压Vo,包括有变压器11、控制芯片13、光耦合器15以及运算放大器 17 禾口 19。其定电压与定电流作动原理是,在变压器11 一次侧的开关单元(内建于控制芯片13中)导通时,输入的电流会流经变压器11并通过开关单元到接地端,而当开关单元截止时,会建立一次侧电流波形信号Ip = (Vi*AT)/Lp,并同时会在变压器11 一次侧建立 0. 5*Lp*Ip2的能量。其中Vi为输入电压,Lp为变压器11 一次侧的感量,ΔΤ则为开关单元导通时间。如上述,变压器11 一次侧每秒所建立的能量为0. 5*Lp*Ip2*f (其中f为开关单元的工作频率),必须要等于变压器11 二次侧所输出的能量,也就是Io*V0,因此公式为 0. 5*Lp*Ip2*f = Io氺Vo。为了达到定电压的控制,公知会在二次侧线路设置运算放大器17,来侦测输出电压Vo的电压值,如果电压太高,便透过光耦合器15回传信号给控制芯片13,来调整一次侧的工作频率f或是一次侧电流波形信号Ip,而又因为一次侧电流波形信号Ip是对应于开关单元的导通时间,所以调整开关单元的导通时间就可改变一次侧电流波形信号Ip。因此, 调整一次侧开关单元的工作频率f或其导通时间(Duty Cycle),就可达到调整输出电压Vo 的目的。另一方面,如果是因为某些特定的应用场合,当输出电流Io到达某一数值后,必须固定在该数值不能超过,这时公知的方式是在二次侧加设电流感应器18(—般而言为电阻),当输出电流Io通过电流感应器18时,运算放大器19便会接收到代表输出电流Io大小的电压数值,接着再透过光耦合器15,并依据该代表输出电流Io大小的电压数值,传送控制信号到控制芯片13,以控制一次侧开关单元的导通时间(Duty Cycle),达到定电流控制的目的。也就是说,当输出电流Io小于某数值时,电源转换器是以定电压的方式运作,而当输出电流Io大于该数值时,便转变为定电流控制。但是,以上公知的定电压与定电流控制方式,必须要额外设置至少两运算放大器 17和19、电流感应器18以及光耦合器15,如此便会造成线路复杂度、成本及体积的增加。 因此,公知的线路架构确实有值得改善之处
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种从电源转换器一次侧撷取电压及电流信号,来据以控制二次侧定电流输出的系统、模块及其方法,通过从一次侧撷取电压及电流信号,可以节省原本二次侧用来测量的运算放大器、电流感应器及光耦合器,进一步降低整体电源转换器的成本。为了达到上述目的,根据本专利技术的一方案,提供一种电源转换器的定电流控制系统,包括一电源转换器以及一定电流控制模块。电源转换器包括有一变压器与一开关单元, 其中开关单元耦接于变压器的一次侧线圈;定电流控制模块则耦接于变压器以及开关单元,用以从变压器的一次侧取得一放电时间及一电流波形信号,并据以产生一控制信号以控制开关单元的开关周期。其中,定电流控制模块固定电流波形信号的峰值,并依据该放电时间,来产生该控制信号以控制开关单元的导通与截止。根据本专利技术的另一方案,提供一种电源转换器的定电流控制模块,应用于一电源转换器,该电源转换器有一变压器与一开关单元,其中开关单元耦接于变压器的一次侧线圈。定电流控制模块包括一峰值电流固定单元、一放电时间侦测单元及一开关周期调变单兀。峰值电流固定单元耦接于变压器以及开关单元,用以从变压器的一次侧取得一电流波形信号,并依据该电流波形信号来固定流经变压器的一次侧线圈的电流峰值,当该电流波形信号显示流经变压器的一次侧线圈的电流已达到一预设电流数值时,峰值电流固定单元会产生截止开关单元的信号,以固定流经变压器的一次侧线圈的电流峰值。放电时间侦测单元耦接于变压器,用来撷取一放电时间,其中该放电时间是从绕制于变压器一次侧的一辅助绕组所撷取的一电压波形信号侦测而得。开关周期调变单元则耦接于开关单元,用以根据放电时间来产生一控制信号,以控制开关单元的开关周期,而该开关周期调变单元是以改变开关单元的截止时间长度的方式,来调整开关单元的开关周期。根据本专利技术的又一方案,提供一种电源转换器的定电流控制方法,应用于一电源转换器的定电流控制,该电源转换器有一变压器与一开关单元,其中开关单元耦接于变压器的一次侧线圈,步骤包括有侦测变压器一次侧线圈的一电流波形信号以及一放电时间, 接着依据该电流波形信号,固定流经变压器一次侧的电流峰值,然后再依据放电时间,控制开关单元的开关周期。其中,该放电时间是从绕制于该变压器一次侧的一辅助绕组所撷取的一电压波形信号侦测而得;而固定流经变压器一次侧的电流峰值的步骤,是当电流波形信号显示流经变压器的一次侧线圈的电流已达到一预设电流数值时,截止该开关单元;控制开关单元的开关周期的步骤,可以是透过改变开关单元的截止时间长度的方式,来调整开关单元的开关周期。综上所述,通过固定变压器一次侧的电流峰值,再依据所测量到的放电时间,来调整一次侧开关单元的开关周期,达到二次测定电流控制的目的。而由于本专利技术是从一次侧侦测信号进行控制,因此便不需在二次侧额外增设回馈用的运算放大器、电流感应器及光耦合器,进一步降低了整体电源转换器线路的成本。以上的概述与接下来的实施例,皆是为了进一步说明本专利技术的技术手段与达成功效,然所叙述的实施例与附图仅提供参考说明用,并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1为公知电源转换系统的定电压与定电流控制的线路架构;图2为本专利技术电源转换器的定电流控制系统的一种实施例的线路架构图;图3为本专利技术电源转换器的定电流控制系统的另一种实施例的线路架构图;图4为本专利技术电源转换器的定电流控制系统的一种实施例的信号波形示意图;以及图5为本专利技术电源转换器的定电流控制方法的一种实施例的流程图。符号说明11 变压器15光耦合器18 电流感应器21 变压器25整流器29 回馈电路301 峰值电流固定单元305开关周期调变单元3052、3053、3054 开关组件3056截止时间控制单元307 参考电压产生单元13控制芯片 17、19运算放大器 20 电源转换器 23开关单元 27辅助绕组 30定电流控制模块 303放电时间侦测单元 3051 内建电容 3055导通时间控制单元 3057截止时间调变单元 309控制逻辑电路具体实施例方式请参照图2,为本专利技术电源转换器的定电流控制系统的一种实施例的架构图,请配合参照图4的波形图,包含有一电源转换器20、一辅助绕组27及一定电流控制模块30,在本实施例中的电源转换器20为返驰式的线路架构。电源转换器20是用以作电源的转换,接收输入电压Vin并产生输出电压Vout给需要用电的负载作使用。电源转换器20中包括一变压器21、一开关单元23及一整流器25, 输入电压Vin会先经过整流器25转换为直流电,再经过变压器21作电压调变,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电源转换器的定电流控制系统,其特征在于,包括:一电源转换器,包括有一变压器与一开关单元,其中该开关单元系耦接于该变压器的一次侧线圈;及一定电流控制模块,耦接于该变压器以及该开关单元,是从该变压器的一次侧取得一放电时间,以及从该变压器的一次侧取得一电流波形信号,并依据该放电时间及该电流波形信号,产生一控制信号以控制该开关单元的开关周期,该定电流控制模块包括:一峰值电流固定单元,耦接于该变压器以及该开关单元,是依据该电流波形信号来固定流经该变压器的一次侧线圈的电流峰值;一放电时间侦测单元,耦接于该变压器,以撷取该放电时间;以及一开关周期调变单元,耦接于该开关单元,根据该放电时间的改变比例,产生该控制信号并以等比例的方式调整该开关单元的开关周期。

【技术特征摘要】
1.一种电源转换器的定电流控制系统,其特征在于,包括一电源转换器,包括有一变压器与一开关单元,其中该开关单元系耦接于该变压器的一次侧线圈;及一定电流控制模块,耦接于该变压器以及该开关单元,是从该变压器的一次侧取得一放电时间,以及从该变压器的一次侧取得一电流波形信号,并依据该放电时间及该电流波形信号,产生一控制信号以控制该开关单元的开关周期,该定电流控制模块包括一峰值电流固定单元,耦接于该变压器以及该开关单元,是依据该电流波形信号来固定流经该变压器的一次侧线圈的电流峰值;一放电时间侦测单元,耦接于该变压器,以撷取该放电时间;以及一开关周期调变单元,耦接于该开关单元,根据该放电时间的改变比例,产生该控制信号并以等比例的方式调整该开关单元的开关周期。2.根据权利要求1所述的电源转换器的定电流控制系统,其特征在于,该电流峰值固定单元是当该电流波形信号流经该变压器的一次侧线圈的电流已达到一预设电流数值时, 产生截止该开关单元的该控制信号,以固定流经该变压器的一次侧线圈的电流峰值。3.一种电源转换器的定电流控制模块,其特征在于,应用于一电源转换器,该电源转换器有一变压器与一开关单元,其中该开关单元是耦接于该变压器的一次侧线圈,包括一峰值电流固定单元,耦接于该变压器以及该开关单元,是从该变压器的一次侧取得一电流波形信号,并依据该电流波形信号来固定流经该变压器的一次侧线圈的电流峰值; 一放电时间侦测单元,耦接于该变压器,撷取一放电时间;以及一开关周期调变单元,耦接于该开关单元,是根据该放电时间的改变比例,产生一控制信号并以等比例的方式调整...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈振刚谢国仁
申请(专利权)人:联昌电子企业股份有限公司
类型:发明
国别省市:71

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