[發(fā)明專(zhuān)利]恒流開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210495378.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103856056A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝潮聲;陳安邦;鄧志強(qiáng);李植蔭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 科域半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;張彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。本發(fā)明尤其但非排他地涉及初級(jí)電路調(diào)節(jié)的恒流開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

通常，恒流優(yōu)選地用于驅(qū)動(dòng)高亮（HB）LED燈。圖1圖示出使用光耦合器作為反饋以用于感應(yīng)LED電流的典型的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器電路。

在圖1中，AC_L和AC_N代表AC電源的帶電點(diǎn)和中性點(diǎn)。二極管D1-D4形成將AC電源轉(zhuǎn)換成高伏DC的橋式整流器，高伏DC由電容器C1濾波。R1是占空比控制電路U1的啟動(dòng)電阻器，U1通過(guò)合適的占空比來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件Q1的門(mén)信號(hào)。U1能夠由離散部件來(lái)實(shí)現(xiàn)或者實(shí)現(xiàn)為單個(gè)IC。U1和Q1能夠集成為單個(gè)芯片。變壓器T1包括三個(gè)繞組，初級(jí)繞組連接在高壓DC與開(kāi)關(guān)器件Q1的輸出之間。初級(jí)繞組還經(jīng)由D5、R3和C4形成初級(jí)續(xù)流電路，次級(jí)繞組經(jīng)由整流二極管D7向LED輸送能量，以及輔助繞組經(jīng)由D6和C2向占空比控制電路U1提供電源。在驅(qū)動(dòng)LED的次級(jí)電路中，D7和C3對(duì)經(jīng)過(guò)初級(jí)電路的脈沖能量進(jìn)行整流。R2、R5、R4和Q2設(shè)定通過(guò)LED的電流。由光耦合器電路U2來(lái)實(shí)施至初級(jí)電路的反饋。初級(jí)電路的占空比控制電路U1調(diào)整開(kāi)關(guān)電路的占空比以便獲得驅(qū)動(dòng)LED的所期望的恒流。

初級(jí)電路調(diào)節(jié)通常用于消除用于具有恒壓輸出的開(kāi)關(guān)變換器的光耦合器。ST半導(dǎo)體制造商的HVLED805IC提供具有恒流輸出的初級(jí)電路調(diào)節(jié)方案，使用自激振蕩電路結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整初級(jí)峰值電流。

產(chǎn)生用于開(kāi)關(guān)變換器的恒流輸出的另一個(gè)已知的原理是控制回掃能量傳遞時(shí)間對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)周期的占空比。對(duì)于具有變壓器隔離的回掃開(kāi)關(guān)變換器，如果初級(jí)峰值電流為I_P且初級(jí)接通時(shí)間為T(mén)_ON，則次級(jí)峰值電流為I_S并且回掃傳遞時(shí)間為T(mén)_TR。在完成將能量傳遞給次級(jí)電路與下一個(gè)周期的初級(jí)接通之間的空閑時(shí)間為T(mén)_IDLE。總周期時(shí)間為（T_ON+T_TR+T_IDLE）。圖2圖示出T、T_ON、T_TR和T_IDLE之間的時(shí)間關(guān)系。

變壓比為N=N_P/N_S=I_S/I_P，或者I_S=NI_P。

能夠?qū)⒋渭?jí)電路的平均負(fù)載電流I_L計(jì)算為（I_S×T_TR）/（2×T）或者（1/2）×NI_P×（T_TR/T），其中（T_TR/T）始終小于1。

如果我們想要設(shè)計(jì)特定的恒流I_L，則通過(guò)固定（T_TR/T）就能夠確定I_P。

因?yàn)門(mén)_TR/T=T_TR/（T_ON+T_TR+T_IDLE）=k（常數(shù)），所以（T_ON+T_TR+T_IDLE）/T_TR=（1/k）。重新排列此公式得到（T_ON+T_IDLE）/T_TR=[（1/k）-1]=C（另一常數(shù)）。因此，（T_ON+T_IDLE）=CT_TR。因?yàn)門(mén)_ON是從開(kāi)關(guān)器件的接通到初級(jí)開(kāi)關(guān)電流達(dá)到I_P的時(shí)點(diǎn)的時(shí)間，所以該時(shí)間完全可用。在初級(jí)開(kāi)關(guān)電流達(dá)到I_P時(shí)，這是T_TR的開(kāi)始。能夠由在向初級(jí)電路的控制器供電的變壓器繞組的下降沿容易地檢測(cè)到T_TR的結(jié)束。因此，我們能夠容易地確定T_TR并且計(jì)算出（T_ON+T_IDLE）。

圖3圖示出產(chǎn)生用于開(kāi)關(guān)器件的控制時(shí)間的簡(jiǎn)單電路。

對(duì)于此技術(shù)，在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)對(duì)I_P和T_TR的檢測(cè)通常需要兩個(gè)電路節(jié)點(diǎn)，并且在IC控制器中實(shí)現(xiàn)的情況下，加上開(kāi)關(guān)控制引腳、電源引腳和復(fù)位引腳，將需要最少五個(gè)引腳（如圖4所示的電路中所圖示）。