开关电源及控制其恒定输出电流的控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种开关电源及控制其恒定输出电流的控制器，该控制器包括：过零检测电路、充放电平衡电路、第一比较器、第二比较器、逻辑控制电路，该充放电平衡电路包括：电容其第一端连接第一比较器的第一输入端，第二端接地；充放电单元，在所述开关电源的整个开关周期内向所述电容提供持续的等效电流以对所述电容进行充电或者放电。本发明专利技术能够改善电路的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制开关电源恒定输出电流的控制器以及包含该控制器的开关电源。
技术介绍
附图说明图1是一种传统的反激式恒流驱动结构，其中交流输入信号AC经过整流电路101和输入电容Cin整流以及滤波后传输至隔离变压器T的原边绕组。开关电源恒流控制器100用于接收来自隔离变压器T的辅组绕组L3的反馈信号FB，采样电阻Rs采样隔离变压器T的原边电流，并驱动开关管106，通过隔离变压器T把输入能量传递给输出。隔离变压器T的副边绕组连接有续流二极管Dl和输出电容Cbulk，负载可以和输出电容Cbulk并联。用于控制功率开关的恒流控制器100包括充放电平衡电路200、过零检测电路129、驱动器128、RS触发器122、RS触发器126、比较器121、比较器124、反相器123、前沿消隐电路(LEB)125。图2是图1所示电路在恒流工作状态下的信号时序图。在电路稳定、处于恒流环路状态时，Vc电平(即电容Cl两端的电压)为三角波，在基准电压Vrefa的上下波动，在续流二极管Dl导通时间(即隔离变压器T的去磁时间)，开关S2导通，电容Cl经开关S2到地放电，放电电流由电流源12提供，放电到Vc最低点电压。在其他时间，开关SI导通，电源到电容Cl经开关SI充电，充电电流由电流源Il提供。开关管106导通后，隔离变压器T的原边绕组LI的电流变大，辅助绕组L3感应电压(即反馈电压FB)为负电压，原边绕组LI上的电流通过采样电阻采样得到采样电压Vcs。经一段导通时间，当采样电压Vcs达到基准电压Vrefb时，比较器124翻转，经RS触发器126、驱动器128关断开关管106。在开关管106关断之前，Il 一直对电容Cl充电。开关管106的开通时间的长短，由基准电压Vrefb确定的电感峰值电流决定,假设开通延迟很小或者被输入电压补偿，则电感峰值电流为Vrefb/Rs，其中Vrefb为基准电压Vrefb的电压值，Rs为采样电阻Rs的电阻值。开关管106关断后，隔离变压器T反激，续流二极管Dl导通，辅助绕组L3感应电压(即反馈信号FB)为正电压，输出能量到输出端。流过续流二极管Dl的电流不断降低，直到变为零，此时对应到辅助绕组L3感应到的反馈信号FB为由正变为负，并且接下来发生寄生振荡。因此，可以通过辅助绕组L3检测到续流二极管Dl的续流时间，此功能由过零检测电路129完成。开关管106关断后，直至续流二极管Dl的续流时间结束，开关SI关断，开关S2导通，电容Cl经开关S2到地放电，放电电流为12。续流二极管Dl的续流时间结束后，开关SI导通，开关S2关断，电流源Il又开始对节点Vc (即对电容Cl)充电。当Vc大于Vrefa时，经比较器121、RS触发器122、反相器123、RS触发器126和驱动器128的逻辑运算产生相应的驱动信号，该驱动信号开通开关管106。功率管106被开通后，原边电流逐渐变大，直到达到峰值电流后关断。如此往复工作，达到控制恒流的目的。电容Cl的充放电平衡，有以下关系I1 * (T-Tdemag) =I2 · Tdemag其中T为开关周期，Tdemag为变压器副边绕组的去磁时间(即续流二极管的续流时间)，I1和I2分别为图1中电流源Il和12的输出电流。SP，恒流占空比权利要求1.一种控制开关电源恒定输出电流的控制器，包括 过零检测电路，检测开关电源的续流二极管的导通时间，产生导通时间信号； 充放电平衡电路，在所述导通时间信号的控制下产生充电信号； 第一比较器，其第一输入端接收所述充电信号，其第二输入端接收预设的第一基准电压，其输出端产生第一比较结果； 第二比较器，其第一输入端接收外部输入的峰值电压，其第二输入端接收预设的第二基准电压，其输出端产生第二比较结果； 逻辑控制电路，根据所述导通时间信号、第一比较结果和第二比较结果产生驱动信号，以控制所述开关电源内的开关管的导通和关断； 其特征在于，所述充放电平衡电路包括 电容，其第一端连接所述第一比较器的第一输入端，其第二端接地； 充放电单元，在所述开关电源的整个开关周期内向所述电容提供持续的等效电流以对所述电容进行充电或者放电。2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述充放电单元包括 第一电压电流变换器，将其电压输入端接收到的第三基准电压转换为对所述电容充电的充电电流； 第二电压电流变换器，将其电压输入端接收到的输入电压转换为对所述电容放电的放电电流； 开关电路，串接在所述第一电压电流变换器的输出端与所述第二电压电流变换器的输出端之间，在所述导通时间信号控制下调节所述电容的充电和放电，使得在所述开关电源的整个开关周期内都有持续的等效电流对所述电容进行充电或者放电。3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，还包括 测试端口，与所述第二电压电流变换器的电压输入端相连； 第一开关，其第一端与所述测试端口相连，第二端接收第四基准电压； 第二开关，其第一端与所述测试端口相连，第二端经由电平位移及跟随电路与所述电容的第一端相连。4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制器进入测试修调模式，所述开关电路将所述第一电压电流变换器的输出端与所述第二电压电流变换器的输出端接通，所述第一开关关断，所述第二开关导通，所述测试端口施加有测试电压。5.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述第四基准电压与所述第二基准电压相同，或者所述第四基准电压是外部输入的峰值电压经过峰值采样保持电路得到的。6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述开关电路包括第三开关，其第一端与所述第一电压电流变换器的输出端以及电容的第一端相连，其第二端与所述第二电压电流变换器的输出端相连，其控制端接收所述导通时间信号。7.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述开关电路包括第四开关，其第一端与所述第一电压电流变换器的输出端相连，其第二端与所述第二电压电流变换器的输出端以及所述电容的第一端相连，其控制端接收所述导通时间信号。8.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述开关电路包括 第五开关，其第一端与所述第一电压电流变换器的输出端相连，其第二端与所述电容的第一端相连； 第六开关，其第一端与所述第二电压电流变换器的输出端相连，其第二端与所述电容的第一端相连，所述第五开关和第六开关的控制端分别接收所述导通时间信号及其反相信号; 所述控制器还包括对所述电容进行充电的第三电压电流变换器，其输出端连接所述第六开关的第一端，所述第三电压电流变换器的电压输入端与所述第一电压电流变换器的电压输入端相连。9.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述开关电路包括 第五开关，其第一端与所述第一电压电流变换器的输出端相连，其第二端与所述电容的第一端相连； 第六开关，其第一端与所述第二电压电流变换器的输出端相连，其第二端与所述电容的第一端相连，所述第五开关和第六开关的控制端分别接收所述导通时间信号及其反相信号; 所述第二电压电流变换器的电压输入端接收到的输入电压为第五基准电压与所述第三基准电压之差。10.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述逻辑控制电路包括 第一 RS触发器，其置位端接收所述导通时间信号，其复位端接收所述第一比较结果； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制开关电源恒定输出电流的控制器，包括：过零检测电路，检测开关电源的续流二极管的导通时间，产生导通时间信号；充放电平衡电路，在所述导通时间信号的控制下产生充电信号；第一比较器，其第一输入端接收所述充电信号，其第二输入端接收预设的第一基准电压，其输出端产生第一比较结果；第二比较器，其第一输入端接收外部输入的峰值电压，其第二输入端接收预设的第二基准电压，其输出端产生第二比较结果；逻辑控制电路，根据所述导通时间信号、第一比较结果和第二比较结果产生驱动信号，以控制所述开关电源内的开关管的导通和关断；其特征在于，所述充放电平衡电路包括：电容，其第一端连接所述第一比较器的第一输入端，其第二端接地；充放电单元，在所述开关电源的整个开关周期内向所述电容提供持续的等效电流以对所述电容进行充电或者放电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚云龙，吴建兴，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：