[發明專利]線性恒流電路

有效

• 申請號: 201810769376.7
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108880252B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 方倩;周俊
• 申請（專利權）人: 昂寶電子（上海）有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/08;H02M1/14
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 林強

公開了一種線性恒流電路，包括第一和第二功率開關、輸出電容、電流采樣電阻、運算放大器、及第二功率開關的控制電路，其中：輸出電容的正端與電路負載的正電壓端連接，第一功率開關的漏極與電路負載的負電壓端連接，第一功率開關的源極經由電流采樣電阻連接到系統大地，第一功率開關的柵極與運算放大器的輸出端連接，第二功率開關的漏級與第一功率開關的漏級連接，第二功率開關的源極與輸出電容的負端連接并作為控制電路的參考地，第二功率開關的柵極與控制電路的輸出端連接，控制電路基于表征電路負載或輸出電容兩端的輸出電壓的輸出表征電壓、第二和第三參考電壓，生成用于控制第二功率開關的導通與關斷的第二開關控制信號。

技術領域

本發明涉及電路領域，更具體地涉及一種線性恒流電路。

背景技術

圖1示出了傳統的線性恒流電路的工作原理圖。在圖1所示的線性恒流電路中，輸出電容Co的正端和負端分別與負載的兩端連接；功率開關 S1的漏極與輸出電容Co的負端連接；功率開關S1的源極經由電流采樣電阻Rcs連接到系統大地；功率開關S1的柵極與運算放大器(EA)的輸出端連接，其中：電流采樣電阻Rcs對流過負載的輸出電流Io進行采樣，生成電流采樣電壓Vcs；運算放大器(EA)基于電流采樣電壓Vcs和參考電壓Vref，生成用于控制功率開關S1的導通與關斷的開關控制信號Out1，以在輸出電壓Vin波動時通過對功率開關S1的控制來實現對輸出電流Io 的恒流控制。

圖2示出了圖1所示的線性恒流電路中的一些關鍵點的電壓和電流的波形圖，其中：Vin表示通過對交流電壓進行整流得到的輸入電壓，Vo表示負載或輸出電容Co兩端的輸出電壓，Vcs表示電流采樣電阻Rcs上的電流采樣電壓，Vref表示參考電壓，Io表示流過負載的輸出電流。

如圖2所示，當輸入電壓Vin大于輸出電壓Vo時，功率開關S1工作于放大區，以控制電流采樣電阻Rcs上的電流采樣電壓Vcs與參考電壓 Vref相等，輸入電壓Vin在給負載提供輸出電流Io的同時對輸出電容Co 充電；當輸入電壓Vin小于輸出電壓Vo時，功率開關S1處于導通狀態，但是輸入電壓Vin無法給負載提供輸出電流Io，電流采樣電阻Rcs上的電流采樣電壓Vcs為零，流過負載的輸出電流Io由輸出電容Co提供(即，輸出電容Co對負載放電)。

因此，在圖1所示的線性恒流電路中，當輸入電壓Vin低頻波動時，輸出電流Io也隨之低頻波動。具體地，在每個低頻周期內，輸入電壓Vin 小于輸出電壓Vo的時間為Tdis，輸出電容Co兩端的電壓的波紋大小 (即，輸出電壓Vo的波紋大小)為△V＝Io*Tdis/Co；輸出電容Co的容量越小，輸出電壓Vo的紋波越大，輸出電流Io的紋波也越大；輸出電容Co 的容量越大，輸出電壓Vo的紋波越小，輸出電流Io的紋波也越小。

在某些應用場景中，要求輸出電流Io的低頻紋波盡可能小，這就需要輸出電容Co的容量較大，但是輸出電容Co一般都是電解電容，容量越大，體積也會大很多，這樣就無法實現電源體積的小型化。

發明內容

鑒于以上所述的一個或多個問題，本發明提供了一種新穎的線性恒流電路。

根據本發明實施例的線性恒流電路，包括第一功率開關、第二功率開關、輸出電容、電流采樣電阻、運算放大器、以及第二功率開關的控制電路，其中：輸出電容的正端與電路負載的正電壓端連接，第一功率開關的漏極與電路負載的負電壓端連接，第一功率開關的源極經由電流采樣電阻連接到系統大地，第一功率開關的柵極與運算放大器的輸出端連接，第二功率開關的漏級與第一功率開關的漏級連接，第二功率開關的源極與輸出電容的負端連接并作為控制電路的參考地，第二功率開關的柵極與控制電路的輸出端連接，電流采樣電阻對流過電路負載的輸出電流進行采樣以生成電流采樣電壓，運算放大器基于電流采樣電壓和第一參考電壓生成用于控制第一功率開關的導通與關斷的第一開關控制信號，控制電路基于表征電路負載或所述輸出電容兩端的輸出電壓的輸出表征電壓、第二參考電壓、以及第三參考電壓，生成用于控制第二功率開關的導通與關斷的第二開關控制信號。