[發明專利]一種輸出電流采樣及恒定輸出電流控制的方法

有效

• 申請號: 201210023831.1
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN103246302A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張義;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 上海占空比電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本發明涉及一種基于開關電源BUCK拓撲的輸出電流采樣及恒定輸出電流控制的方法。

背景技術

如圖1所示：一種傳統的基于開關電源BUCK拓撲的輸出恒流電路，其主要包括檢測電阻R1、比較器U3、電流峰值基準Vr2、關斷時間設置電阻R2、Toff控制器、控制&驅動、開關管Q1、電感L1、繼流二極管D1、輸入電容C3以及輸出電容C4。其中檢測電阻R1的一端連接開關管Q1的源極和比較器U3的負極，檢測電阻R1的另一端接地，比較器U3的正極連接電流峰值基準Vr2的正極，電流峰值基準Vr2的負極接地，比較器U3的輸出端連接控制&驅動的一輸入端，比較器U3的另一輸入端連接Toff控制器的輸出端，Toff控制器的另一端連接關斷時間設置電阻R2的一端，關斷時間設置電阻R2的另一端接地。控制&驅動的輸出端連接開關管Q1的柵極，開關管Q1的漏極連接繼流二極管D1的陽極和電感L1的一端，電感L1的另一端連接輸出電容的負極和輸出負極，繼流二極管D1的陰極連接輸出電容C4的正極、輸入電容C3的正極、輸出正極以及DCBUS，輸入電容C3的負極接地。

其中，圖2是圖1恒流電路的恒流原理圖。IL為BUCK拓撲中主電感L1的電流，其平均電流ILav等于輸出電流。其中，ILav為電感平均電流；ILpk為感峰值電流，它受比較器U3和電流峰值基準Vr2以及檢測電阻R1控制，當R1設定后ILpk也就定了；ILr為電感紋波電流，它受輸出電壓Vo、電感L1的電感量以及關斷時間Toff控制，當輸出電壓Vo恒定，電感L1的感量設定后，同時Toff控制器固定toff，紋波電流值ILr恒定了。這樣在固定輸出電壓的情況下，ILpk恒定，ILr恒定，ILav就恒定了，從而輸出電流也就恒定，與輸入電壓的變化沒有關系。

這種控制方式由于電路結構簡單、成本低，所以在LED恒流驅動電源中應用很廣，但同樣其缺點也非常明顯，就是當輸出電壓變化時，ILr就會變化，從而ILav就會發生變化，輸出電流就不能恒定了。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是：提供了一種輸出電流采樣及恒定輸出電流控制的方法，使得輸出電流在輸入電壓以及輸出電壓，甚至電感L1變化時，輸出電流始終處于恒定值。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種輸出電流采樣及恒定輸出電流控制的方法，其特征在于，是通過輸出電流采樣電路、恒流控制電路和峰值電流控制電路共同實現的，其整體電路結構為：檢測電阻R1的一端連接開關管Q1的源極、采樣開關S1的一端以及比較器U3的負極，檢測電阻R1的另一端接地，采樣開關S1的另一端連接采樣電阻R2的一端，采樣電阻R2的另一端連接采樣電容C1的一端節和運放U1的負極，采樣電容C1的另一端接地，運放U1的正極連接電流基準Vr1的正極，電流基準Vr1的負極接地，運放U1的輸出端連接積分開關S2，積分開關S2的另一端連接積分電容C2的一端和Toff控制器的輸入端，積分電容C2的另一端接地，Toff控制器的輸出端連接到控制&驅動的一輸入端，控制&驅動的另一輸入端連接比較器U3的輸出端，比較器U3的另一輸入端連接電流峰值基準Vr2的正極，電流峰值基準Vr2的負極連接地，控制&驅動的輸出端連接遲滯控制器U2和開關管Q1的柵極，遲滯控制器的輸出端連接采樣開關S1的控制端和積開關S2的控制端，開關管Q1的漏極連接繼流二極管D1的陽極和電感L1的一端，繼流二極管D1的陰極連接輸入電容C3的正極、輸出電容C4的正極、DCBUS以及輸出正極，電感L1的另一端連接輸出電容C4的負極和輸出負極。

其中，所述輸出電流采樣電路通過采樣電阻R2、采樣電容C1、采樣開關S1以及遲滯控制器U2，在開關管Q1導通時，對反應電感電流變化的檢測電阻R1進行電壓采樣，從而得到準確的電感電流平均值，即輸出電流的大小，并送到恒流控制電路去控制輸出電流，使之始終處于恒定值。

所述恒流控制電路是將輸出電流采樣電路送來的反應輸出電流大小的信號與電流基準Vr1進行比較，并產生誤差信號，再通過積分開關S2將誤差信號送到積分電容C2，之后積分電容C2上的信號將送到Toff控制器去控制開關管Q1的關斷時間，最終實現只要R1設定后，輸出電流就恒定了，且與輸入電壓、輸出電壓以電感L1的電感量無關。

所述積分開關S2受遲滯控制器的控制，只有在開關管Q1導通時，才將誤差信號送至積分電容C2，使得在積分電容C2上的信號能夠更加準確反應輸出電流的值。