專利名稱：一種流控振蕩電路及電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路技術領域，更具體地說，涉及一種流控振蕩電路及電源。
背景技術：
一般的反激式開關電源變換器的輸入電壓范圍只能滿足于1:3的關系。而當輸入電壓范圍更寬時，例如太陽能電池板的輸出電壓范圍可達到150-1000VDC，在高壓輸入時功率MOSFET管的導通時間很短，功率MOSFET管流過的瞬時峰值電流非常大；在功率MOSFET管關閉時可能發(fā)生飽和狀態(tài)。這樣使功率轉換在導通時不能線性地打開，導致變換器的效率下降和可靠性降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有開關電源變換器的輸入電壓范圍有限的缺陷，提供一種流控振蕩電路及電源。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種流控振蕩電路，包括DC/DC變換器和用于根據(jù) 所述DC/DC變換器的電壓產生電壓反饋信號的電壓反饋單元，以及:電流信號調節(jié)單元，與所述DC/DC變換器相連，用于采集所述DC/DC變換器的輸入電流信號，將其與預設限值比較后輸出一邏輯電壓信號；流控振蕩單元，與所述電流信號調節(jié)單元相連，用于接收所述邏輯電壓信號，經過邏輯轉化后產生一用于控制所述DC/DC變換器頻率的振蕩頻率信號；驅動調節(jié)單元，與所述流控振蕩單元、電壓反饋單元和DC/DC變換器相連，用于根據(jù)所述振蕩頻率信號、輸入電流信號和電壓反饋信號輸出驅動信號給所述DC/DC變換器控制功率變換。在根據(jù)本發(fā)明所述的流控振蕩電路中，所述電流信號調節(jié)單元至少包括運算放大器，所述DC/DC變換器的輸入電流信號輸入所述運算放大器的反向輸入端，所述運算放大器的正向輸入端連接至一預設限值的參考電壓；所述運算放大器的輸出端輸出所述邏輯電壓信號。在根據(jù)本發(fā)明所述的流控振蕩電路中，所述流控振蕩單元至少包括三極管和第一光耦合器，所述三極管的基極連接至所述邏輯電壓信號控制所述三極管的通斷，所述三極管的集電極與所述第一光耦合器的輸入側串聯(lián)后接入工作電壓，且所述第一光耦合器的輸出側的第一端連接至所述參考電壓，所述第一光耦合器的輸出側的第二端輸出所述振蕩頻
率信號。在根據(jù)本發(fā)明所述的流控振蕩電路中，所述驅動調節(jié)單元至少包括PWM控制芯片，所述PWM控制芯片的電壓反饋端連接所述電壓反饋信號，所述PWM控制芯片的電流取樣端連接所述DC/DC變換器的輸入電流信號，所述PWM控制芯片的振蕩頻率端連接所述振蕩頻率信號，所述PWM控制芯片的PWM輸出端輸出驅動信號給所述DC/DC變換器控制功率變換。
在根據(jù)本發(fā)明所述的流控振蕩電路中，所述電壓反饋單元至少包括第二光耦合器；所述第二光耦合器的輸入側的第一端和第二端分別與所述DC/DC變換器的正輸出端和負輸出端相連，所述第二光耦合器的輸出側的第二端接地，所述第二光耦合器的輸出側的第一端輸出所述電壓反饋信號。本發(fā)明還提供了一種電源，包括如上所述的流控振蕩電路。實施本發(fā)明的流控振蕩電路及電源，具有以下有益效果:本發(fā)明的流控振蕩電路通過從DC/DC變換器的輸入端采樣電流輸入信號值，當輸入端的電流變化時，通過流控振蕩的方法調節(jié)DC/DC變換器的頻率，使得DC/DC變換器滿足非常寬的輸入電壓的要求；同時在小功率運行和高輸入電壓時，開關頻率的下降使開關損耗降低，提高了 DC/DC變換器的效率。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的流控振蕩電路的模塊框圖；圖2為根據(jù)本發(fā) 明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中電流信號調節(jié)單元的電路圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中流控振蕩單元的電路圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中驅動調節(jié)單元的電路圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中電壓反饋單元的電路圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。請參閱圖1，為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的流控振蕩電路的模塊框圖。如圖1所示，本實施例提供的流控振蕩電路至少包括DC/DC變換器100、電流信號調節(jié)單元200、流控振蕩單元300、驅動調節(jié)單元400和電壓反饋單元500。其中，DC/DC變換器為電源的拓撲結構。電流信號調節(jié)單元200與DC/DC變換器100相連，用于采集DC/DC變換器的輸入電流信號，并將其與預設限值比較后輸出一邏輯電壓信號。流控振蕩單元300與電流信號調節(jié)單元200相連，用于接收電流信號調節(jié)單元200輸出的邏輯電壓信號，經過邏輯轉化后產生一用于控制DC/DC變換器頻率的振蕩頻率信號。驅動調節(jié)單元400與流控振蕩單元200、電壓反饋單元500和DC/DC變換器100相連，用于根據(jù)流控振蕩單元200輸出的振蕩頻率信號、DC/DC變換器100的輸入電流信號和電壓反饋單元500生成的電壓反饋信號進行電流模式的PWM控制，輸出驅動信號給DC/DC變換器100控制其功率變換。電壓反饋單元500用于根據(jù)DC/DC變換器100的電壓產生電壓反饋信號。本發(fā)明的流控振蕩電路從DC/DC變換器100的輸入端采樣電流輸入信號值，當輸入端的電流變化時，通過流控振蕩的方法使控制驅動調節(jié)單元的PWM的振蕩頻率作出對應的調整，使得DC/DC變換器100滿足非常寬的輸入電壓的要求。同時在小功率運行和高輸入電壓時，開關頻率的下降使開關損耗降低，提高了 DC/DC變換器的效率。請參閱圖2，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中電流信號調節(jié)單元的電路圖。如圖2所示，該電流信號調節(jié)單元200至少包括運算放大器U4，DC/DC變換器100的輸入電流信號IS輸入該運算放大器U4的反向輸入端,該運算放大器U4的正向輸入端連接至一預設限值的參考電壓VREF。該運算放大器U4的輸出端輸出前述邏輯電壓信號ICO。具體地，電流信號調節(jié)單元200如圖2所示還包括有以下周邊元件:電阻R35、電阻R36、電阻R40、電阻R42、電阻R43、電阻R49和電阻R61,電容C21、電容C22、電容C25、電容C26和電容C30。其中，電阻R42和電阻R35串聯(lián)在輸入電流信號IS和運算放大器U4的反向輸入端之間，電阻R42和電阻R35之間的節(jié)點通過并聯(lián)的電阻R43和電容C22接地。電阻R40和電阻R36串聯(lián)在參考電壓VREF和運算放大器U4的正向輸入端之間，電阻R40和電阻R36之間的節(jié)點通過并聯(lián)的電阻R49和電容C21接地。運算放大器U4的電源端接工作電源VCC并通過電容C26接地。運算放大器U4的正向輸入端通過串聯(lián)的電阻R61和電容C30連接至運算放大器U4的輸出端，該輸出端輸出邏輯電壓信號ICO并通過電容C25接地。通過上述電路，輸入電流信號IS經過電流信號調節(jié)單元200，和給定的限值進行比較，輸出了一個邏輯電壓信號ICO給流控振蕩單元300。
請參閱圖3，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中流控振蕩單元的電路圖。如圖3所示，該流控振蕩單元300至少包括三極管Q2和第一光耦合器U3，三極管Q2的基極連接至邏輯電壓信號ICO以控制三極管Q2的通斷，三極管的集電極與第一光耦合器U3的輸入側串聯(lián)后接入工作電壓VCC，且第一光耦合器U3的輸出側的第一端連接至參考電壓VREF，第一光耦合器U3的輸出側的第二端輸出振蕩頻率信號RT/CT。具體地，該流控振蕩單元300還包括以下周邊元件:電阻R1、電阻R2、電阻R45和電阻R46，以及電容C23。其中，邏輯電壓信號ICO通過電阻R45與三極管Q2的基極相連，且三極管Q2的基極通過并聯(lián)的電阻R46和電容C23接地。三極管Q2的發(fā)射極接地，集電極與第一光耦合器U3輸入側的第二端相連。第一光耦合器U3輸入側的第一端通過電阻Rl連接至工作電壓VCC。振蕩頻率信號RT/CT為驅動調節(jié)單元400的PWM控制芯片主頻的振蕩信號。邏輯電壓信號ICO通過流控振蕩單元300，進行邏輯轉化輸出該振蕩頻率信號給驅動調節(jié)單元400，控制DC/DC變換器100的頻率。請參閱圖4，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中驅動調節(jié)單元的電路圖。如圖4所示，該驅動調節(jié)單元400至少包括PWM控制芯片Ul，該PWM控制芯片Ul為電流模式控制器，例如可以采用型號為UC3843的芯片實現(xiàn)。PWM控制芯片Ul的電壓反饋端COMP連接電壓反饋信號COM，PWM控制芯片Ul的電流取樣端ISENSE連接DC/DC變換器100的輸入電流信號IS，PWM控制芯片Ul的振蕩頻率端RT/CT連接振蕩頻率信號，PWM控制芯片Ul的PWM輸出端OUTPUT輸出驅動信號DR給DC/DC變換器100控制其功率變換。該驅動調節(jié)單元400還包括以下周邊元件:電阻R7、電阻R9和電阻R10，電容C9、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15和電容C17 ;各個元件的具體連接關系參照PWM控制芯片Ul的型號及其推薦連接方式，例如本實施例中可參照圖4所示的連接關系。PWM控制芯片Ul根據(jù)采取的信號，包括流控振蕩單元200輸出的振蕩頻率信號RT/CT、DC/DC變換器100的輸入電流信號IS和電壓反饋單元500生成的電壓反饋信號COMP進行電流模式的PWM控制，輸出驅動信號DR給DC/DC變換器100控制其功率變換。
請參閱圖5，為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的流控振蕩電路中電壓反饋單元的電路圖。如圖5所示，電壓反饋單元500至少包括第二光耦合器U8。該第二光耦合器U8的輸入側的第一端和第二端分別與DC/DC變換器100的正輸出端D+和負輸出端D-相連，該第二光耦合器U8的輸出側的第二端接地,第二光I禹合器U8的輸出側的第一端輸出電壓反饋信號COM。該電壓反饋單元500還包括以下周邊元件:電阻R27、電阻R28、電阻R30、電阻R32、電阻R33和電阻R34，電容C18，電壓調整器U7。具體地，DC/DC變換器100的正輸出端D+通過電阻R30連接至第二光耦合器U8輸出側的第一端，電阻R27跨接在第二光耦合器U8輸出側的第一端和第二端之間。電阻R33和電阻R34串聯(lián)在DC/DC變換器100的正輸出端D+和負輸出端D-之間，且電阻R33和電阻R34之間的節(jié)點通過串聯(lián)的電阻R28和電容C18連接至第二光耦合器U8輸出側的第二端，并且該節(jié)點連接至電壓調節(jié)器U7的參考電壓端REF。電阻R32并聯(lián)在電阻R33兩端。電壓調節(jié)器U7的陽極ANODE連接至第二光耦合器U8輸出側的第二端，陽極CATHODE連接至負輸出端D-。通過上述電路，DC/DC變換器100輸出電壓信號可以通過電壓反饋單元500，輸出一個電壓反饋信號COM給驅動調節(jié)單元400。本發(fā)明還相應提供了一種電源， 其可以采用如上所述的流控振蕩電路實現(xiàn)。本發(fā)明是根據(jù)特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本發(fā)明技術的特定場合或材料，可對本發(fā)明進行諸多修改而不脫離其保護范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權利要求保護范圍的實施例，例如電路圖中芯片的更換，電阻進行串并聯(lián)，電容進行串并聯(lián)等。
權利要求
1.一種流控振蕩電路，其特征在于，包括DC/DC變換器和用于根據(jù)所述DC/DC變換器的電壓產生電壓反饋信號的電壓反饋單元，以及: 電流信號調節(jié)單元，與所述DC/DC變換器相連，用于采集所述DC/DC變換器的輸入電流信號，將其與預設限值比較后輸出一邏輯電壓信號； 流控振蕩單元，與所述電流信號調節(jié)單元相連，用于接收所述邏輯電壓信號，經過邏輯轉化后產生一用于控制所述DC/DC變換器頻率的振蕩頻率信號； 驅動調節(jié)單元，與所述流控振蕩單元、電壓反饋單元和DC/DC變換器相連，用于根據(jù)所述振蕩頻率信號、輸入電流信號和電壓反饋信號輸出驅動信號給所述DC/DC變換器控制功率變換。
2.根據(jù)權利要求1所述的流控振蕩電路，其特征在于，所述電流信號調節(jié)單元至少包括運算放大器，所述DC/DC變換器的輸入電流信號輸入所述運算放大器的反向輸入端，所述運算放大器的正向輸入端連接至一預設限值的參考電壓；所述運算放大器的輸出端輸出所述邏輯電壓信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的流控振蕩電路，其特征在于，所述流控振蕩單元至少包括三極管和第一光耦合器，所述三極管的基極連接至所述邏輯電壓信號控制所述三極管的通斷，所述三極管的集電極與所述第一光耦合器的輸入側串聯(lián)后接入工作電壓，且所述第一光耦合器的輸出側的第一端連接至所述參考電壓，所述第一光耦合器的輸出側的第二端輸出所述振蕩頻率信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的流控振蕩電路，其特征在于，所述驅動調節(jié)單元至少包括PWM控制芯片，所述PWM控制芯片的電壓反饋端連接所述電壓反饋信號，所述PWM控制芯片的電流取樣端連接所述DC/DC變換 器的輸入電流信號，所述PWM控制芯片的振蕩頻率端連接所述振蕩頻率信號，所述PWM控制芯片的PWM輸出端輸出驅動信號給所述DC/DC變換器控制功率變換。
5.根據(jù)權利要求1所述的流控振蕩電路，其特征在于，所述電壓反饋單元至少包括第二光耦合器；所述第二光耦合器的輸入側的第一端和第二端分別與所述DC/DC變換器的正輸出端和負輸出端相連，所述第二光I禹合器的輸出側的第二端接地，所述第二光I禹合器的輸出側的第一端輸出所述電壓反饋信號。
6.一種電源，其特征在于，包括權利要求1-5中任意一項所述的流控振蕩電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流控振蕩電路及電源，該流控振蕩電路包括DC/DC變換器和用于根據(jù)DC/DC變換器的電壓產生電壓反饋信號的電壓反饋單元，以及電流信號調節(jié)單元，用于采集DC/DC變換器的輸入電流信號，將其與預設限值比較后輸出一邏輯電壓信號；流控振蕩單元，用于接收邏輯電壓信號，經過邏輯轉化后產生一用于控制DC/DC變換器頻率的振蕩頻率信號；驅動調節(jié)單元，用于根據(jù)振蕩頻率信號、輸入電流信號和電壓反饋信號輸出驅動信號給DC/DC變換器控制功率變換。本發(fā)明通過從DC/DC變換器的輸入端采樣電流輸入信號值，當電流變化時通過流控振蕩的方法調節(jié)變換器頻率，使得其滿足非常寬的輸入電壓的要求。
文檔編號H02M3/155GK103227565SQ20131010797
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權日2013年3月29日
發(fā)明者何飛 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司, 蘇州匯川技術有限公司, 蘇州默納克控制技術有限公司