[發明專利]一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置

有效

• 申請號: 201010147351.7
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101795077A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 宿清華;李鈞;方邵華
• 申請（專利權）人: BCD半導體制造有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及開關電源控制技術領域，特別涉及一種控制變換器輸出電流電 壓特性曲線的裝置。

背景技術

通常情況下，在普通的電池充電器和適配器中，為了保證在低輸出電壓下， 保持一個恒定的輸出電流，其輸出電流-電壓的特性曲線是垂直翻轉設計的， 參見圖1所示。這種垂直翻轉的輸出電流-電壓特性曲線的特點是在不同的輸 出電壓時具有相同的輸出電流。現有技術中實現恒定電流輸出的控制方法包括 副邊控制和原邊控制。由于原邊控制相比于副邊控制具有很高的性價比，因此 大部分采用原邊控制。

參見現有技術中原邊控制的圖2a和圖2b，其中，圖2a是現有技術中原 邊控制的變換器電路圖，圖2b是圖2a中PWM控制器的內部結構圖。電壓檢 測模塊201包括變壓器和分壓電阻，用于檢測副邊的輸出電壓，副邊的輸出電 壓由輔助繞組間接得到，檢測的輸出電壓反饋到PWM控制器202的FB端。 如圖2b所示，檢測的輸出電壓經過運放模塊202進行運算放大后輸出給恒壓 控制器203，最終產生控制原邊開關管的控制信號，控制信號由OUT端輸出。

目前實現恒定輸出電流控制的原理是根據原邊峰值電流和副邊導通占空 比成一定關系來實現，如圖2b中的恒流控制器204和原邊峰值電流檢測模塊 205就是用來實現恒定輸出電流的。變換器工作在不連續工作模式DCM (Discontinue?Current?Mode)或不連續工作臨界模式DCMB(Discontinue Current?Mode?Boundary)下，輸出電流即副邊的平均電流主要與原邊峰值電流 與副邊導通占空比有關，所以要滿足恒定輸出電流的要求，只需保持副邊導通 占空比和原邊峰值電流的乘積不變即可。

但是，有些負載在低輸出電壓時仍需要一個大電流工作，并且輸出電壓越 低輸出電流越大。如圖3所示在低輸出電壓下實現大電流輸出的輸出電流電壓 特性曲線圖。其中，曲線1是輸出電流-電壓特性曲線，曲線2是輸出電流-功 率特性曲線。

目前實現圖3所示的曲線1的輸出電流-電壓的特性曲線大部分采用改變 原邊的峰值電流或副邊導通占空比，根據不同的輸出電壓或與輸出電壓有預定 比例的電壓信號通過PWM控制器外圍線路來改變原邊的峰值電流或副邊導 通占空比，以實現不同的輸出電流-電壓特性曲線的斜率。但是，通過PWM 控制器外圍線路實現這種傾斜輸出電流-電壓特性曲線的方式會增加系統器件 數目，從而增加成本，并且這種方式不能實現精確采樣來實現一個線性輸出曲 線。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線 的裝置，能夠實現低輸出電壓下實現大電流輸出的特性曲線。

本法明提供一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，包括：副邊輸 出電壓采樣單元、電流運算單元、乘法器和控制單元；

所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進行采樣；

所述電流運算單元，用于根據所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號 及副邊輸出電壓與輸出電流的線性關系計算出電流信號；

所述乘法器，用于將所述電壓信號和電流信號相乘計算出控制信號；

所述控制單元，用于由所述控制信號控制原邊的開關管的開關頻率，所述 開關頻率與所述控制信號成正比。

優選地，所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一采樣電阻和第二采樣電阻；

輔助繞組的異名端依次通過串聯的所述第一采樣電阻和第二采樣電阻接 地，所述第一采樣電阻和第二采樣電阻的公共端連接所述電流運算單元的輸入 端。

優選地，所述電流運算單元包括第一運放、第一電阻和第二電阻；

第一運放的正輸入端連接預設的參考電壓，副邊輸出電壓采樣單元的輸出 端通過第二電阻連接第一運放的負輸入端，第一運放的輸出端通過第一電阻連 接第一運放的負輸入端；第一運放的輸出端連接所述乘法器的輸入端。

優選地，所述控制單元包括鏡像電流源、可調電阻、電容、開關、預設參 考電源和比較器；

乘法器的輸出端連接所述鏡像電流源的第一輸入端，鏡像電流源的第二輸 入端通過可調電阻接地；

鏡像電流源的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器的負輸入端；

比較器的正輸入端通過預設參考電源接地，預設參考電源的正極連接比較 器的正輸入端，負極接地；

電容連接比較器的負輸入端，開關連接比較器的負輸入端；