[發(fā)明專利]反激式開關(guān)電源系統(tǒng)及其恒流控制器

有效

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• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102983760A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃煜梅;秦亞杰
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫萊士電子科技有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源系統(tǒng)，尤其是涉及一種反激式開關(guān)電源系統(tǒng)以及該反激式開關(guān)電源系統(tǒng)的恒流控制器。

背景技術(shù)

目前，小瓦數(shù)的反激式（flyback）交直流變換（AC-DC）開關(guān)電源系統(tǒng)，正逐漸由傳統(tǒng)的使用光耦和431（431是一種通用的三端穩(wěn)壓器集成電路）的次級側(cè)控制架構(gòu)向初級側(cè)控制架構(gòu)過渡。初級側(cè)控制架構(gòu)通過輔助繞組反饋次級側(cè)信息，不需要光耦和431等次級側(cè)反饋器件。圖1示出一個傳統(tǒng)的初級側(cè)反饋的反激式開關(guān)電源系統(tǒng)，它可用于LED的恒流驅(qū)動。該開關(guān)電源系發(fā)統(tǒng)100包括輸入整流器(input?rectifier)110、功率轉(zhuǎn)換器120、反饋網(wǎng)絡(luò)130和脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制器140。

如圖1所示，輸入交流電壓Vac首先經(jīng)過輸入輸入整流器110的全橋整流和濾波電容C1變換成近似直流的電壓Vin，為功率轉(zhuǎn)換器120提供電源。功率開關(guān)M1的漏極連接變壓器TX的初級側(cè)繞組PRI，柵極在PWM控制器140的控制下以一定的頻率和占空比在導通和關(guān)斷之間切換。當功率M1導通時，能量被存儲在變壓器TX的初級側(cè)繞組PRI；當功率M1關(guān)斷時，存儲在初級側(cè)的能量被轉(zhuǎn)移到變壓器次級側(cè)的輸出負載上，從而實現(xiàn)了功率的轉(zhuǎn)換。公式（1）表示由變壓器初級側(cè)轉(zhuǎn)移到輸出負載上的功率即輸出功率：

Po=12·LP·Ip2·f·η---(1)]]>

其中，L_P是變壓器初級側(cè)的感量；I_P是變壓器初級側(cè)線圈導通時的峰值電流，它和功率開關(guān)M1的導通時間成正比，f是功率開關(guān)的工作頻率，η代表功率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。對于一個給定的功率轉(zhuǎn)換器，L_P和η都是常數(shù)，所以輸出功率是I_P和f的函數(shù)。在圖1所示的開關(guān)電源系統(tǒng)中，需要為LED負載提供一個和負載電壓無關(guān)的恒定輸出電流。當前，初級側(cè)控制的反激式開關(guān)電源系統(tǒng)通常所采用的技術(shù)方案是：通過輔助繞組和反饋電阻R2,R3組成的反饋網(wǎng)絡(luò)獲得變壓器次級側(cè)繞組的退磁時間信息，通過功率轉(zhuǎn)換器120中的電流偵測電阻Rs采樣變壓器的峰值電流信息。這樣，以前述兩個信息作為PWM控制器140的輸入信號去調(diào)制PWM輸出脈沖，從而控制輸出電流的恒流輸出。

上述系統(tǒng)雖然比傳統(tǒng)的光耦二次側(cè)反饋系統(tǒng)更簡單，但是仍然需要一個額外的輔助繞組、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)及供電整流二極管來實現(xiàn)反饋和對控制芯片供電，這無疑增加了電源系統(tǒng)的成本和尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種恒流控制器，可從省去了變壓器的輔助繞組和反饋網(wǎng)絡(luò)的反激式開關(guān)電源系統(tǒng)中獲取反映退磁時間信息的電流反饋信號。

本發(fā)明的另一目的是提供一種反激式開關(guān)電源系統(tǒng)，省去了變壓器的輔助繞組和反饋網(wǎng)絡(luò)以簡化結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一個方面提出一種恒流控制器，用于反激式交流到直流開關(guān)電源系統(tǒng)，該開關(guān)電源系統(tǒng)包括一功率轉(zhuǎn)換器，該功率轉(zhuǎn)換器包括一變壓器、一功率開關(guān)、以及一初級側(cè)電流偵測電阻，該變壓器由初級側(cè)繞組和次級側(cè)繞組構(gòu)成，該功率開關(guān)為MOS場效應管，該功率開關(guān)的漏極連接該初級側(cè)繞組，該功率開關(guān)的源極經(jīng)由該初級側(cè)電流偵測電阻接地。該恒流控制器包括一退磁檢測器，該退磁檢測器的一輸入端連接該功率開關(guān)的柵極以引入一電流反饋信號，該電流反饋信號是由該功率開關(guān)的柵極寄生電容將耦合到該初級側(cè)繞組的退磁耦合信號轉(zhuǎn)換而成，其中該電流反饋信號作為該退磁檢測器的退磁結(jié)束指示信號。