[發明專利]開關電源及控制其恒定輸出電流的控制器

有效

• 申請號: 201210539607.8
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103001494A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 姚云龍;吳建興
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明涉及一種控制開關電源恒定輸出電流的控制器以及包含該控制器的開關電源。

背景技術

圖1是一種傳統的反激式恒流驅動結構，其中交流輸入信號AC經過整流電路101和輸入電容Cin整流以及濾波后傳輸至隔離變壓器T的原邊繞組。開關電源恒流控制器100用于接收來自隔離變壓器T的輔組繞組L3的反饋信號FB，采樣電阻Rs采樣隔離變壓器T的原邊電流，并驅動開關管106，通過隔離變壓器T把輸入能量傳遞給輸出。隔離變壓器T的副邊繞組連接有續流二極管D1和輸出電容Cbulk，負載可以和輸出電容Cbulk并聯。用于控制功率開關的恒流控制器100包括：充放電平衡電路200、過零檢測電路129、驅動器128、RS觸發器122、RS觸發器126、比較器121、比較器124、反相器123、前沿消隱電路（LEB）125。

圖2是圖1所示電路在恒流工作狀態下的信號時序圖。

在電路穩定、處于恒流環路狀態時，Vc電平（即電容C1兩端的電壓）為三角波，在基準電壓Vrefa的上下波動，在續流二極管D1導通時間（即隔離變壓器T的去磁時間），開關S2導通，電容C1經開關S2到地放電，放電電流由電流源I2提供，放電到Vc最低點電壓。在其他時間，開關S1導通，電源到電容C1經開關S1充電，充電電流由電流源I1提供。

開關管106導通后，隔離變壓器T的原邊繞組L1的電流變大，輔助繞組L3感應電壓（即反饋電壓FB）為負電壓，原邊繞組L1上的電流通過采樣電阻采樣得到采樣電壓Vcs。經一段導通時間，當采樣電壓Vcs達到基準電壓Vrefb時，比較器124翻轉，經RS觸發器126、驅動器128關斷開關管106。在開關管106關斷之前，I1一直對電容C1充電。

開關管106的開通時間的長短，由基準電壓Vrefb確定的電感峰值電流決定，假設開通延遲很小或者被輸入電壓補償，則電感峰值電流為Vrefb/Rs，其中Vrefb為基準電壓Vrefb的電壓值，Rs為采樣電阻Rs的電阻值。

開關管106關斷后，隔離變壓器T反激，續流二極管D1導通，輔助繞組L3感應電壓（即反饋信號FB）為正電壓，輸出能量到輸出端。流過續流二極管D1的電流不斷降低，直到變為零，此時對應到輔助繞組L3感應到的反饋信號FB為由正變為負，并且接下來發生寄生振蕩。因此，可以通過輔助繞組L3檢測到續流二極管D1的續流時間，此功能由過零檢測電路129完成。

開關管106關斷后，直至續流二極管D1的續流時間結束，開關S1關斷，開關S2導通，電容C1經開關S2到地放電，放電電流為I2。

續流二極管D1的續流時間結束后，開關S1導通，開關S2關斷，電流源I1又開始對節點Vc（即對電容C1）充電。當Vc大于Vrefa時，經比較器121、RS觸發器122、反相器123、RS觸發器126和驅動器128的邏輯運算產生相應的驅動信號，該驅動信號開通開關管106。

功率管106被開通后，原邊電流逐漸變大，直到達到峰值電流后關斷。如此往復工作，達到控制恒流的目的。

電容C1的充放電平衡，有以下關系：

I₁·（T-T_demag）=I₂·T_demag

其中T為開關周期，T_demag為變壓器副邊繞組的去磁時間（即續流二極管的續流時間），I₁和I₂分別為圖1中電流源I1和I2的輸出電流。

即，恒流占空比：

TdemagT=I1I1+I2]]>

而對反激式電路：