[實(shí)用新型]控制反激式轉(zhuǎn)換器輸出電流的電源轉(zhuǎn)換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920168564.0
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN201608645U
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羊建
• 申請（專利權(quán)）人: 技領(lǐng)半導(dǎo)體(上海)有限公司;技領(lǐng)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/537
• 代理公司: 北京市浩天知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，更具體地說，本實(shí)用新型涉及在初級側(cè)調(diào)節(jié)的控制器，其通過限制充電(charge)而不是限制電流來產(chǎn)生恒定輸出電流。

背景技術(shù)

反激式轉(zhuǎn)換器用作電池充電器和交流適配器，可向重負(fù)載提供恒定電流和向輕負(fù)載(例如當(dāng)電池充滿電時)提供恒定電壓。因此，稱反激式轉(zhuǎn)換器以恒流模式和恒壓模式工作。反激式轉(zhuǎn)換器還可以各種開關(guān)循環(huán)模式工作。例如，反激式轉(zhuǎn)換器以斷續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)、臨界導(dǎo)電模式(CRM)或連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)工作。在斷續(xù)導(dǎo)電模式中，在傳遞到次級電感器的所有能量均已釋放之后、及電流再次開始通過初級電感器斜坡上升之前，存在一時間間隙。

在恒流模式中，反激式轉(zhuǎn)換器輸出的電流理想地不應(yīng)超過規(guī)定的電流限值，盡管工作條件會發(fā)生變化并且制造過程并非總是一致。例如，恒流模式中的輸出電流不應(yīng)超過預(yù)定的電流限值，盡管(i)電感器開關(guān)的基極-射極偏移電壓隨溫度發(fā)生變化，(ii)電流檢測比較器的傳播延遲和電感器開關(guān)的斷開延遲，或者(iii)轉(zhuǎn)換器的變壓器電感器的電感變化。

典型電感器類型的電感可變化±20％。考慮到傳統(tǒng)電感器制造工藝如此低的精度，初級電感器的電感L_P的變化可致使輸出電流顯著偏離預(yù)定電流限值。

存在各種反激式轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有設(shè)計，這些設(shè)計試圖產(chǎn)生不超過規(guī)定電流限值的輸出電流。圖1(現(xiàn)有技術(shù))圖解說明實(shí)例性的現(xiàn)有技術(shù)反激式轉(zhuǎn)換器10，其既產(chǎn)生恒定輸出電流也產(chǎn)生恒定輸出電壓。反激式轉(zhuǎn)換器10以斷續(xù)導(dǎo)電模式工作。反激式轉(zhuǎn)換器10包括變壓器11、晶體管T₁?12、控制器集成電路(IC)13、電流檢測電阻器R_CS?14和電流設(shè)定電阻器R_ISET?15。變壓器11包括初級電感器16、次級電感器17和輔助電感器18。晶體管T₁?12充當(dāng)初級電感器16的開關(guān)。用于調(diào)節(jié)輸出電流和電壓的反饋是通過變壓器11從反射電壓接收到。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中控制器IC?13的更詳細(xì)的示意圖。控制器IC?13包括第一比較器19、第二比較器20、或門21、RS鎖存器22、振蕩器23、驅(qū)動器24、誤差放大器25、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)26和恒壓源27。此外，控制器IC?13還包括電源引腳(VDD)、接地引腳(GND)、電流設(shè)定引腳(ISET)、輸出引腳(OUT)、電流檢測引腳(CS)和反饋引腳(FB)。

在工作中，振蕩器23啟動一用于設(shè)定RS鎖存器22的導(dǎo)通脈沖。于是，RS鎖存器22在輸出引線Q上輸出數(shù)字高電平，并且驅(qū)動器24使晶體管T₁?12導(dǎo)通。當(dāng)晶體管T₁?12導(dǎo)通時，電流以由初級電感L_P和輸入電壓V_IN所限定的速率通過初級電感器15斜坡上升。隨著從晶體管T₁?12的射極流出的電流增大，電流檢測電阻器R_CS?14兩端的電壓也隨之升高。電流檢測電阻器R_CS?14兩端的電壓在電流檢測引腳CS上被接收到并由第二比較器20將其與電壓電平V_ILIM相比較。當(dāng)電流檢測電阻器R_CS?14兩端的電壓達(dá)到電壓電平V_ILIM時，第二比較器20跳變，并且晶體管T₁?12關(guān)斷。晶體管T₁?12保持關(guān)斷，直到在電流通過初級電感器15斜坡上升時存儲在變壓器中的全部能量被傳遞到反激式轉(zhuǎn)換器10的次級側(cè)為止。此時，所有電感器兩端的電壓開始朝零下降，直到振蕩器23輸出下一導(dǎo)通脈沖，此時晶體管T₁?12導(dǎo)通并且開關(guān)循環(huán)將重復(fù)進(jìn)行。

在恒流模式中，通過調(diào)節(jié)輸出電流以使電流檢測電阻器R_CS?14兩端的電壓等于預(yù)定電壓電平V_ILIM來限制反激式轉(zhuǎn)換器10的輸出電流。然而，電壓電平V_ILIM通常是根據(jù)V_ILIM與輸出電流I_OUT之間的以下關(guān)系式進(jìn)行設(shè)定：