降压式开关电源及其控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种降压式开关电源及其控制电路，降压式开关电源包括具有电感的降压式基本电路，该基本电路具有恒压和恒流两种工作模式；恒压工作模式下,在电感放电期间，依据降压式基本电路的输出电压采样值，控制功率开关管的导通状态，使降压式基本电路的输出电压在第一负载范围内保持恒定；恒流工作模式下,在电感放电电流过零后，控制功率开关管导通，以及，在电感充电期间，检测电感充电电流，并依据输入电压采样值及电感的充电电流，控制功率开关管的关断状态，以使电感的峰值电流是一不跟随输入电压变化的常数，实现降压式基本电路在第二负载范围内的输出电流保持恒定，最终实现在全负载范围内实现恒压和恒流输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及降压式开关电源
，特别是涉及一种降压式开关电源及其控制电路。
技术介绍
图1所示为现有技术中一种恒压输出的降压式开关电源的电路结构示意图，所谓恒压输出是指，在一定的负载范围内，无论降压式开关电源的输出电流如何变化，输出电压都恒定不变。该降压式开关电源主要包括:控制芯片10、交流输入电源、降压式基本电路11、分压电阻Rl和R2，以及二极管Dl，其中:降压式基本电路11包括电感L1、电容C3、续流二极管D2、负载RL，所述输出电压为负载RL两端的电压。控制芯片包括恒压控制模块101、功率开关102，所述恒压控制模块101通过控制芯片10的FB端采集到的降压式基本电路11的输出电压采样值Vfb，并依据Vfb控制功率开关102的导通/关断状态，实现在一定的负载范围内降压式开关电源的输出电压恒定不变。图2为现有技术中一种恒流输出的降压式开关电源的电路结构示意图，该降压式开关电源主要包括:控制芯片20、交流输入电源、降压式基本电路21、采样电阻R1，其中:控制芯片20包括恒流控制模块201、功率开关202，所述恒流控制模块201通过采样电阻Rl检测电感LI的充电电流，依据检测到的电感LI的充电电流控制功率开关202的导通/关断状态，实现输出电流恒定。通过对现有技术的研究，专利技术人发现:现有的降压式开关电源通过一个控制芯片仅能实现恒压输出或者恒流输出，不能同时实现恒压输出和恒流输出。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种降压式开关电源及其控制电路和控制方法，以实现降压式开关电源恒压和恒流输出，技术方案如下:本申请提供一种降压式开关电源的控制电路，所述降压式开关电源至少包括具有电感的降压式基本电路，包括:功率开关管、恒压恒流控制模块和输入电压采样电路，其中:所述输入电压采样电路，用于采集所述降压式开关电源的输入电压，得到输入电压采样值并提供给所述恒压恒流控制模块；所述恒压恒流控制模块，用于在所述电感放电期间，通过输出电压检测端检测所述降压式基本电路的输出电压，并依据所述输出电压值控制所述功率开关管导通状态，以使所述降压式基本电路的输出电压保持恒定；所述恒压恒流控制模块，还用于在所述电感放电结束后，控制所述功率开关管导通，并在所述电感充电期间，检测所述电感充电电流，并依据所述输入电压采样值以及所述电感充电电流，控制所述功率开关管的关断状态，以使所述电感的峰值电流是一不跟随所述输入电压变化的常数，实现所述降压式基本电路的输出电流保持恒定。优选的，所述恒压恒流控制模块实现所述降压式基本电路的输出电压保持恒定时，具体用于，在脉冲宽度调制PWM方式下，依据所述输出电压采样值，控制所述功率开关管的导通时间段。优选的，所述恒压恒流控制模块实现所述降压式基本电路的输出电压保持恒定时，具体用于，在脉冲频率调制PFM方式下，依据所述输出电压采样值，控制所述功率开关管在所述电感放电结束后的关断时间。优选的，所述恒压恒流控制模块实现所述降压式基本电路的输出电流保持恒定时，根据输入电压采样值计算得到对应的参考电压，当检测到所述电感的充电电流对应的检测电压降达到所述参考电压时，控制所述功率开关管关断，使流过电感的充电电流的峰值是一个不随所述输入电压变化的常数。优选的，所述输入电压采样电路通过所述输出电压检测端采样得到所述降压式开关电源的输入电压。优选的，所述输入电压米样电路包括:第一米样电阻和第一控制开关，其中:所述第一采样电阻的一端通过所述第一控制开关连接接地端，所述第一控制开关的控制端连接所述恒压恒流控制模块的第二输出端，且所述第一控制开关的控制信号与从所述恒压恒流控制模块的第一输出端输出的控制所述功率开关管的控制信号具有相同的导通与关断控制特性；所述第一采样电阻的另一端连接所述控制电路的输出电压检测端。优选的，上述的降压式开关电源的控制电路还包括第一电阻和第二电阻，其中:所述第一电阻与所述第二电阻串联连接在所述控制电路的输出电压检测端和接地端之间，且所述第一电阻和所述第二电阻的公共接点连接所述恒压恒流模块的第一输入端。本申请还提供一种降压式开关电源，包括:具有电感的降压式基本电路、输出电压采样电路、电感充电电流检测电路，以及上述的降压式开关电源的控制电路，其中:所述输出电压采样电路，用于在所述电感放电期间，采样所述降压式基本电路的输出电压，得到输出电压采样值并提供给所述控制电路；所述电感充电电流检测电路，用于在所述电感充电期间，检测所述电感充电的电流；所述控制电路包括:输入电压采样电路、功率开关管和恒压恒流控制模块，其中:所述输入电压采样电路，用于在所述电感充电期间采样所述降压式开关电源的输入电压，得到输入电压采样值并提供给所述控制电路；所述恒压恒流控制模块，用于依据接收到的所述输出电压采样值控制所述功率开关管导通，以使所述降压式基本电路的输出电压保持恒定；所述恒压恒流控制模块，还用于在所述电感放电结束后，控制所述功率开关管导通，在所述电感充电期间，检测所述电感充电的电流，并依据所述输入电压采样值以及电感充电电流，控制所述功率开关管的关断，使得所述电感的峰值电流是一不跟随所述输入电压变化的常数，实现所述降压式基本电路的输出电流保持恒定。优选的，所述降压式基本电路包括:电感、电容、续流二极管和负载；所述电感的一端连接所述续流二极管的阴极，另一端连接所述电容的一端，所述续流二极管的阳极和所述电容的另一端均连接输出电压的零电位端；所述负载并联在所述电容的两端，流过所述负载的电流为降压式基本电路的输出电流，所述负载两端的电压为所述降压式基本电路的输出电压。优选的，所述电感为具有分接头的耦合电感，所述耦合电感的分接头通过第一二极管连接所述控制电路的供电端。优选的，上述的降压式开关电源，还包括:第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述负载的正极性端，阴极连接所述输出电压采样电路。优选的，所述输出电压采样电路集成在所述控制电路中，所述输出电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻串联后连接在所述控制电路的输出电压检测端与GND端之间。优选的，所述输入电压采样电路通过所述输出电压检测端采样，得到所述降压式开关电源的输入电压米样值。本申请还提供一种控制器，应用于降压式开关电源，所述降压式开关电源至少包括降压式基本电路，包括:交流电源输入端、输出电压检测端、电感充电电流检测端,接地端、功率开关管、输入电压采样电路和恒压恒流控制模块，其中:所述输出电压检测端用于在所述电感放电期间检测所述降压式基本电路的输出电压，得到输出电压采样值并提供给所述恒压恒流控制模块；以及用于在所述电感充电期间采集所述降压式基本电路的输入电压，得到输入电压采样值并提供给所述恒压恒流控制模块；所述功率开关管连接在所述交流电源输入端与所述电感充电电流检测端之间；所述输入电压采样电路的一端连接所述输出电压检测端，另一端连接所述接地端，控制端连接所述恒压恒流控制模块的第二输出端，所述输入电压采样电路用于采集所述降压式开关电源的输入电压，得到输入电压采样值，提供给所述恒压恒流控制模块；所述恒压恒流控制模块，用于依据接收到的所述输出电压采样值控制所述功率开关管的导通状态，以使所述降压式基本电路的输出电压保持恒定；所述恒压恒流控制模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压式开关电源的控制电路，所述降压式开关电源至少包括具有电感的降压式基本电路，其特征在于，包括：功率开关管、恒压恒流控制模块和输入电压采样电路，其中：所述输入电压采样电路，用于采集所述降压式开关电源的输入电压，得到输入电压采样值并提供给所述恒压恒流控制模块；所述恒压恒流控制模块，用于在所述电感放电期间，通过输出电压检测端检测所述降压式基本电路的输出电压，并依据所述输出电压值控制所述功率开关管导通状态，以使所述降压式基本电路的输出电压保持恒定；所述恒压恒流控制模块，还用于在所述电感放电结束后，控制所述功率开关管导通，并在所述电感充电期间，检测所述电感充电电流，并依据所述输入电压采样值以及所述电感充电电流，控制所述功率开关管的关断状态，以使所述电感的峰值电流是一不跟随所述输入电压变化的常数，实现所述降压式基本电路的输出电流保持恒定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪虎，朱亚江，费瑞霞，吕述庄，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：