[實用新型]控制開關電源恒定輸出電流的控制器

有效

• 申請號: 201220742259.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203014693U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 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: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M3/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李小芳

技術領域

本實用新型涉及開關電源，尤其涉及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

開關電源是通過控制開關管（例如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等）的導通和關斷來維持穩定電壓或電流輸出的一種電源。與傳統的線性電源相比，開關電源的效率更高、損耗和發熱更少，因此在電子技術中具有廣泛的應用前景。

傳統的反激式恒流開關電源通常包括控制器、變壓器和開關管，其中變壓器的原邊繞組與開關管串聯，控制器可控制該開關管輪流地導通和關斷以把變壓器原邊繞組上的輸入能量傳遞至變壓器的副邊繞組，使該開關電源工作在恒流狀態，從而穩定地提供輸出電流波形。現有技術的開關電源控制器使用不同的固定電流源對電容器進行充電和放電，但是當充放電電流有變動時，就會導致開關電源輸出電流的變動，從而難以確保開關電源電路具有良好的一致性。

本領域需要能更好地控制和提供恒流輸出的開關電源。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種開關電源。具體而言，本實用新型旨在提供一種恒流輸出開關電源以及控制其恒定輸出電流的控制器，從而改善開關電源的輸出一致性。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用于開關電源的控制器，該開關電源包括續流二極管、開關管和耦合至開關管的采樣電阻，該控制器可包括：過零檢測電路，用于檢測該續流二極管的導通時間以產生導通時間信號；充放電平衡電路，用于在該導通時間信號的控制下產生充放電信號；第一比較器，用于將該充放電信號與第一基準電壓作比較以產生第一比較結果；第二比較器，用于將經由該采樣電阻產生的采樣電壓信號與第二基準電壓作比較以產生第二比較結果；以及邏輯控制電路，用于根據該導通時間信號、該第一比較結果和該第二比較結果產生驅動信號，以控制該開關管的導通和關斷。

該充放電平衡電路可包括：開關時序控制電路，用于根據該導通時間信號產生開關時序控制信號；充放電電流平衡結構電路，其耦合至該開關時序控制電路；以及電容器，其第一端耦合至該充放電電流平衡結構電路并且其第二端耦合接地，該充放電電流平衡結構電路在該開關時序控制信號的控制下對該電容器進行充放電，該充放電平衡電路在該電容器的第一端提供該充放電信號。

該充放電電流平衡結構電路可包括電流平衡模塊，該電流平衡模塊具有電流調節階段和充放電階段，該電流平衡模塊在電流調節階段進行電流調節以產生相等的第一電流和第二電流，并在充放電階段使用第一電流對該電容器進行充電以及使用第二電流對該電容器進行放電。

在一個實施例中，該電流平衡模塊是鏡像電流源，該鏡像電流源可包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管的柵極耦合至第二晶體管的柵極，第一電流流經第一晶體管并且第二電流流經第二晶體管，該電流平衡模塊在電流調節階段使用第一電流與第二電流之差來調節第一晶體管和第二晶體管的柵極電壓，從而調節第一晶體管和第二晶體管的導通電阻，使流經第一晶體管的該第一電流與流經第二晶體管的該第二電流相等。該鏡像電流源還可包括反相器，用于將由第一電流與第二電流之差產生的電壓耦合至第一晶體管和第二晶體管的柵極。

在一個實施例中，該充放電電流平衡結構電路可包括一個電流平衡模塊并且還包括固定鏡像電流源，當該電流平衡模塊處于電流調節階段時使用該固定鏡像電流源對該電容器進行充放電。

在一個實施例中，該充放電電流平衡結構電路可包括至少兩個電流平衡模塊，在導通時間信號的每一個周期中，該開關時序控制信號使該至少兩個電流平衡模塊中的一個電流平衡模塊進入充放電階段并使其它電流平衡模塊進入電流調節階段，從而該至少兩個電流平衡模塊輪流地對該電容器進行充放電。

在一個實施例中，該開關時序控制電路包括分頻器和門電路，用于根據導通時間信號產生開關時序控制信號。

在一個實施例中，電流平衡模塊在充放電階段當導通時間信號指示該續流二極管為截止時使用第一電流對該電容器進行充電，以及當導通時間信號指示續流二極管為導通時使用第二電流對該電容器進行放電。

在一個實施例中，該邏輯控制電路可包括：第一RS觸發器，其置位端接收導通時間信號，其復位端接收第一比較結果；反相器，其輸入端耦合至第一RS觸發器的輸出端；第二RS觸發器，其置位端耦合至該反相器的輸出端，其復位端接收第二比較結果；以及驅動器，其輸入端耦合至第二RS觸發器的輸出端，其輸出端產生該驅動信號。