專利名稱：開關(guān)電源及實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)，尤其涉及一種開關(guān)電源及實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器。
背景技術(shù)：
參考圖1，傳統(tǒng)的降壓結(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動電路中，功率開關(guān)Ml導(dǎo)通時，導(dǎo)通時間為Ton，輸入電流流經(jīng)功率開關(guān)Ml、采樣電阻Res、電感LI和輸出負(fù)載電容Cl，電感LI上的電流增加，電感LI存儲能量，此時，流經(jīng)輸出負(fù)載電容Cl、輸出端的電流與流過采樣電阻Rcs的電流相同。當(dāng)電流達到設(shè)定值Vrl/Rcs時，比較器113的輸出信號翻轉(zhuǎn)，經(jīng)邏輯和驅(qū)動電路112生成相應(yīng)的觸發(fā)信號Reset，使得功率開關(guān)Ml關(guān)斷。關(guān)斷時間Toff由關(guān)斷時間控制電路111決定，通過外置的電阻Rl調(diào)節(jié)關(guān)斷時間Toff。在功率開關(guān)Ml關(guān)斷后，電感LI上的電流經(jīng)續(xù)流二極管Dl續(xù)流，流經(jīng)續(xù)流二極管Dl以及輸出負(fù)載電容Cl、輸出端，電感LI上的電流減小，電感LI釋放能量到輸出負(fù)載電容Cl和輸出端。如圖2，功率開關(guān)Ml導(dǎo)通時，假設(shè)流經(jīng)輸出負(fù)載電容Cl、輸出端的平均電值為1utl ;上功率開關(guān)Ml關(guān)斷時，假設(shè)流經(jīng)輸出負(fù)載電容Cl、輸出端的平均電流值為1ut2，當(dāng)電路處于電感電流連續(xù)模式時，1utl和1ut2相同。當(dāng)輸出電壓固定，由于峰值電流固定為Vr 1/Rcs，且關(guān)斷時間Tof f固定，在Tof f時間內(nèi)電感電流下降值就是固定的，從而電流的紋波是確定的，進而可以做到輸出電流固定。圖1中的開關(guān)電源實現(xiàn)了輸出電流控制，電路簡單、成本較低，但是也有缺點。當(dāng)輸出電壓變化時，關(guān)斷時間Toff不變，相同的關(guān)斷時間Toff內(nèi)的電感電流下降值就發(fā)生了變化，從而平均輸出電流發(fā)生變化，導(dǎo)致輸出電流的負(fù)載調(diào)整率較差。并且圖1的電路中，由于不可避免的電路延遲，從比較器113的輸出信號翻轉(zhuǎn)到功率開關(guān)Ml關(guān)斷有一段關(guān)斷延遲時間，而在該關(guān)斷延遲時間內(nèi)峰值電流會繼續(xù)增加，從而導(dǎo)致輸入電壓變化時，輸出電流也會發(fā)生變化，即電路·的恒流特性不夠好，恒流控制的精度不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)電源及實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器，能夠精確控制輸出電流，使得輸出電流不受輸出電壓、輸入電壓等參數(shù)的影響。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器，包括:關(guān)斷時間控制電路，用于確定開關(guān)電源中功率開關(guān)的關(guān)斷時間；比較器，其第一輸入端接收第一基準(zhǔn)電壓，其第二輸入端接收外部輸入的采樣電壓；邏輯和驅(qū)動電路，根據(jù)所述關(guān)斷時間控制電路和比較器的輸出信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號用于控制所述功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷；環(huán)路控制模塊，其輸入端接收所述采樣電壓，其輸出端與所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端相連，用于調(diào)節(jié)所述關(guān)斷時間以使所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間所述采樣電壓的平均值與第二基準(zhǔn)電壓相等，其中，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓的2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述環(huán)路控制模塊包括:跨導(dǎo)放大器，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間，其輸出電流與所述第二基準(zhǔn)電壓和采樣電壓的差值成正比，并且該輸出電流用于向補償電路充放電，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間，所述跨導(dǎo)放大器的輸出電流停止向所述補償電路充放電，所述補償電路上的電壓用于調(diào)節(jié)所述關(guān)斷時間控制電路產(chǎn)生的關(guān)斷時間。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端接收所述采樣電壓，所述跨導(dǎo)放大器的第二輸入端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接第一開關(guān)的第一端，所述第一開關(guān)的第二端連接所述補償電路和所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端，所述第一開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間所述第一開關(guān)導(dǎo)通，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間所述第一開關(guān)關(guān)斷。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端連接第二開關(guān)的第一端和第三開關(guān)的第一端，所述跨導(dǎo)放大器的第二輸入端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接所述補償電路和所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端，所述第二開關(guān)的第二端接收所述采樣電壓，所述第二開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號，所述第三開關(guān)的第二端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述第三開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號的反相信號，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間，所述第二開關(guān)導(dǎo)通且所述第三開關(guān)關(guān)斷，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間，所述第二開關(guān)關(guān)斷且所述第三開關(guān)導(dǎo)通。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述采樣電壓達到所述第一基準(zhǔn)電壓時，所述比較器的輸出信號使得所述邏輯和驅(qū)動電路產(chǎn)生的驅(qū)動信號關(guān)斷該功率開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述功率開關(guān)被關(guān)斷的時間達到所述關(guān)斷時間后，所述關(guān)斷時間控制電路的輸出信號使得所述邏輯和驅(qū)動電路產(chǎn)生的驅(qū)動信號導(dǎo)通該功率開
關(guān)。 本發(fā)明還提供了一種開關(guān)電源，包括:以上任一項所述的開關(guān)電源控制器；續(xù)流二極管，其負(fù)極接收輸入電壓；串聯(lián)的輸出電容和電感，與所述續(xù)流二極管并聯(lián)；功率開關(guān)，其第一端連接所述續(xù)流二極管的正極，其第二端輸出所述采樣電壓至所述開關(guān)電源控制器，其控制端接收所述開關(guān)電源控制器輸出的驅(qū)動信號；采樣電阻，其第一端連接所述功率開關(guān)的第二端，其第二端接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明實施例的開關(guān)電源控制器在開關(guān)電源的功率開關(guān)導(dǎo)通器件采樣獲取采樣電阻上的采樣電壓，并通過環(huán)路控制模塊對關(guān)斷時間進行環(huán)路調(diào)節(jié)，控制該采樣電壓的平均值保持不變，利用降壓結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源處于電感電流連續(xù)模式時的特點，達到輸出電流恒定的目的。進一步而言，本發(fā)明實施例的環(huán)路控制模塊主要包括跨導(dǎo)放大器，其對采樣電阻上的采樣電壓和第二基準(zhǔn)電壓進行誤差放大，其輸出端連接補償電路，補償電路上的電壓傳輸至關(guān)斷時間控制電路用以決定關(guān)斷時間，在環(huán)路穩(wěn)定后，功率開關(guān)導(dǎo)通期間采樣電阻上的采樣電壓的平均值與該第二基準(zhǔn)電壓相同，輸出電流由該第二基準(zhǔn)電壓與采樣電阻的電阻值決定。本發(fā)明實施例的開關(guān)電源及其控制器電路簡單，輸出電流與輸入電壓、輸出電壓、電感量等參數(shù)都沒有關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的恒流特性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種降壓結(jié)構(gòu)連續(xù)工作模式的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示開關(guān)電源的信號時序圖；圖3是本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第二實施例的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖3和圖4所示開關(guān)電源的信號時序圖；圖6是本發(fā)明實施例的開關(guān)電源控制器中的跨導(dǎo)放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。參考圖3，第一實施例中的開關(guān)電源主要包括:功率開關(guān)Ml、電感L1、采樣電阻Res、續(xù)流二極管D1、輸出電容Cl和開關(guān)電源控制器300。其中，續(xù)流二 極管Dl的負(fù)極接收輸入電壓Vin，輸出電容Cl的第一端連接續(xù)流二極管Dl的負(fù)極，電感LI的第一端連接續(xù)流二極管Dl的正極，電感LI的第二端連接輸出電容Cl的第二端，功率開關(guān)Ml的第一端連接續(xù)流二極管Dl的正極，功率開關(guān)Ml的第二端連接采樣電阻Rcs的第一端，功率開關(guān)Ml的控制端接收開關(guān)電源控制器300輸出的驅(qū)動信號GT，采樣電阻Rcs的第一端連接功率開關(guān)Ml的第二端，采樣電阻Rcs的第二端接地，開關(guān)電源控制器300接收采樣電阻Rcs上的采樣電壓并輸出驅(qū)動信號GT至功率開關(guān)Ml的控制端，用以控制功率開關(guān)Ml的導(dǎo)通和關(guān)斷。進一步而言，輸出電容Cl主要起到輸出電流濾波的作用，減小輸出電流和輸出電壓的紋波。而電感LI和輸出電容Cl之間串聯(lián)，二者的連接位置可以互換，輸出電容Cl配置為與負(fù)載并聯(lián)。功率開關(guān)Ml導(dǎo)通時，電感LI存儲能量，此時流經(jīng)電感LI的電流與流經(jīng)輸出電容Cl和輸出端Vout的電流相同，輸出電流與流經(jīng)采樣電阻Rcs的電流相同。功率開關(guān)Ml關(guān)斷時，流經(jīng)電感LI的電流經(jīng)過續(xù)流二極管Dl到輸出電容Cl和輸出端Vout續(xù)流，向負(fù)載繼續(xù)傳遞能量。當(dāng)電感LI的電流始終大于零，功率開關(guān)Ml導(dǎo)通時流經(jīng)電感LI的平均電流與功率開關(guān)Ml關(guān)斷時流經(jīng)電感LI的平均電流相同，也與流經(jīng)輸出電容Cl、輸出端Vout的電流相同。開關(guān)電源控制器300主要包括:關(guān)斷時間控制電路311、邏輯和驅(qū)動電路312、比較器313以及環(huán)路控制模塊310。進一步而言，比較器電路313的第一輸入端接收第一基準(zhǔn)電壓Vrl，第二輸入端連接采樣電阻Rcs的第一端，當(dāng)采樣電阻Rcs上的采樣電壓高于預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)電壓Vrl時，比較器313的輸出信號翻轉(zhuǎn)，輸出關(guān)斷信號Reset至邏輯和驅(qū)動電路312。關(guān)斷時間控制電路311根據(jù)環(huán)路控制模塊310輸出的控制電壓Vc確定關(guān)斷時間，在功率開關(guān)Ml關(guān)斷時開始計時，當(dāng)計時達到該關(guān)斷時間后，輸出開通信號Set至邏輯和驅(qū)動電路312。邏輯和驅(qū)動電路312根據(jù)關(guān)斷時間控制電路311和比較器313輸出的關(guān)斷信號Reset和開通信號Set產(chǎn)生驅(qū)動信號GT，用于切換功率開關(guān)Ml的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，在開通信號Set到來時，驅(qū)動信號GT使得功率開關(guān)Ml導(dǎo)通，在關(guān)斷信號Reset到來時，驅(qū)動信號GT使得功率開關(guān)Ml關(guān)斷。環(huán)路控制模塊310的輸入端接收采樣電阻Rcs上的采樣電壓，其輸出端產(chǎn)生該控制電壓Vc，控制電壓Vc用于調(diào)節(jié)關(guān)斷時間控制電路311確定的關(guān)斷時間，以使功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間的采樣電壓的平均值和第二基準(zhǔn)電壓Vr2相等，其中第一基準(zhǔn)電壓Vrl小于第二基準(zhǔn)電壓Vr2的2倍。需要說明的是，由于實際電路中的關(guān)斷時間延遲，導(dǎo)致實際的功率開關(guān)Ml關(guān)斷時的采樣電壓要稍高于第一基準(zhǔn)電壓Vrl。在第一實施例中，環(huán)路控制模塊310包括跨導(dǎo)放大器314和第一開關(guān)SI。其中，跨導(dǎo)放大器314的第一輸入端接收采樣電壓，跨導(dǎo)放大器314的第二輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓Vr2，跨導(dǎo)放大器的輸出端連接第一開關(guān)SI的第一端，第一開關(guān)SI的第二端連接補償電容C2的第一端和關(guān)斷時間控制電路311的輸入端,第一開關(guān)SI的控制端接收驅(qū)動信號GT，補償電容C2的第二端接地。在功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間第一開關(guān)SI導(dǎo)通，在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間第一開關(guān)SI關(guān)斷。進一步而言，在功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間跨導(dǎo)放大器314正常工作，跨導(dǎo)放大器314的輸出電流Igm是與跨導(dǎo)放大器314的輸入電壓差值成正比的電流，即與(Vr2-Vcs)成正比的值，具體表示為Igm=Gm* (Vr2-Vcs)，其中，Gm是跨導(dǎo)放大器314的跨導(dǎo)，對于確定的電路而言是一個恒定值，Vr2是第二基準(zhǔn)電壓Vr2的電壓值，Vcs是采樣電壓的電壓值。在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間，跨導(dǎo)放大器314與補償電容C2的連接斷開。跨導(dǎo)放大器314的輸出電流Igm用于向補償電容C2充放電，從而產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)關(guān)斷時間的控制電壓Vc。由環(huán)路的負(fù)反饋特性可知，當(dāng)輸出電流偏大時，導(dǎo)致跨導(dǎo)放大器314的輸出電流偏小并使得控制電壓Vc降低，進而使得`關(guān)斷時間控制電路311確定的關(guān)斷時間變長，從而調(diào)節(jié)降低輸出電流。補償電容C2對跨導(dǎo)放大器314的輸出電流積分，以最終實現(xiàn)跨導(dǎo)放大器314的兩個輸入端的平均值相等，在環(huán)路穩(wěn)定后，補償電容C2上的控制電壓Vc穩(wěn)定，關(guān)斷時間得以確定。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，補償電容C2可以采用電阻電容的串并聯(lián)等其他形式的補償電路來替換，以調(diào)節(jié)電路的穩(wěn)定性和動態(tài)特性。該開關(guān)電源的工作原理如下:功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間，采樣電阻Rcs上具有采樣電壓Vcs,米樣電壓Vcs輸入到跨導(dǎo)放大器314的一個輸入端,跨導(dǎo)放大器314的另一輸入端連接第二基準(zhǔn)電壓Vr2，跨導(dǎo)放大器具有如下特性:跨導(dǎo)放大器的輸出電流Igm與跨導(dǎo)放大器314的輸入差值電壓(Vr2-Vcs)成正比，即Igm=Gm* (Vr2_Vcs)，Gm即跨導(dǎo)放大器314的跨導(dǎo)，對于確定的電路而言是一個恒定值，跨導(dǎo)放大器314的輸出端連接到補償電路；在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間，跨導(dǎo)放大器314的輸出端與補償電路之間的通路斷開；補償電路上的電壓決定了功率開關(guān)Ml的關(guān)斷時間；采樣電壓達到設(shè)定的第一基準(zhǔn)電壓Vrl時，功率開關(guān)Ml關(guān)斷；為了保證開關(guān)電源處于電感電流連續(xù)模式，要求第一基準(zhǔn)電壓Vrl小于2倍的第二基準(zhǔn)電壓Vr2，環(huán)路穩(wěn)定后，跨導(dǎo)放大器314的輸出電流Igm的平均值為零，整個開關(guān)電源的恒定輸出電流就是第二基準(zhǔn)電壓Vr2與采樣電阻Rcs的比值。圖4示出了第二實施例的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)，其與圖3所示的開關(guān)電源類似，僅僅是環(huán)路控制模塊的具體結(jié)構(gòu)作了調(diào)整。如圖4所示，第二實施例中的環(huán)路控制模塊包括跨導(dǎo)放大器314、第二開關(guān)S2和第三開關(guān)S3。其中，跨導(dǎo)放大器314的第一輸入端連接第二開關(guān)S2的第一端和第三開關(guān)S3的第一端，跨導(dǎo)放大器314的第二輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓Vr2，跨導(dǎo)放大器314的輸出端連接補償電路和關(guān)斷時間控制電路311的輸入端，第二開關(guān)S2的第二端接收采樣電壓，第二開關(guān)S2的控制端接收驅(qū)動信號GT，第三開關(guān)S3的第二端接收第二基準(zhǔn)電壓Vr2，第三開關(guān)的控制端接收驅(qū)動信號GT的反相信號，在功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間，第二開關(guān)S2導(dǎo)通且第三開關(guān)S3關(guān)斷，在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間，第二開關(guān)S2關(guān)斷且第三開關(guān)S3導(dǎo)通。更加具體而言，驅(qū)動信號GT的反相信號是由反相器315產(chǎn)生的。從效果上看，在功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間，跨導(dǎo)放大器314的負(fù)輸入端連接采樣電阻Rcs，跨導(dǎo)放大器314的正輸入端接收第二基準(zhǔn)電壓Vr2。在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間，跨導(dǎo)放大器314的正輸入端和負(fù)輸入端都接收第二基準(zhǔn)電壓Vr2(當(dāng)然，這個電位也可以是其他任意電位)，由跨導(dǎo)放大器314的特性可以知道，此時跨導(dǎo)放大器314的輸出電流為零，相當(dāng)于斷開了跨導(dǎo)放大器314與補償電容C2之間的連接，因此其電路功能與第一實施例中的環(huán)路控制模塊等效。需要說明的是，圖3和圖4中給出的僅是示例，實際上只要能夠滿足跨導(dǎo)放大器在功率開關(guān)Ml導(dǎo)通期間向補償電路充放電，在功率開關(guān)Ml關(guān)斷期間停止向補償電路充放電即可。參考圖5,圖5不出了圖3和圖4所不開關(guān)電源的工作信號波形圖。功率開關(guān)Ml導(dǎo)通時，假設(shè)流經(jīng)輸出電容Cl、輸出端Vout的平均電值為1utl ;功率開關(guān)Ml關(guān)斷時，假設(shè)流經(jīng)輸出電容Cl、輸出端Vout的平均電流值為1ut2。當(dāng)電路處于電感電流連續(xù)模式，1utl和1ut2應(yīng)當(dāng)相同，因此本發(fā)明中通過控制1utl，相應(yīng)地控制了整個開關(guān)周期的輸出電流。在電感電流處于連續(xù)模式下，假設(shè)輸出電流1ut的電流紋波為Ib-1a，其中Ib為峰值電流，Ia為最小電流，有Ib大于Vrl/Rcs，又有Vr2/Rcs=(Ib+Ia)/2，顯然有Vr2/Rcs=(Ib+Ia)/2>Ib/2>Vrl/(2*Rcs)，也即可以得到Vr2>l/2*Vrl。因此，本實施例中用作峰值電流比較點的第一基準(zhǔn)電壓Vrl要小于2倍的用作平均電流控制點的第二基準(zhǔn)電壓Vr2，以保證電路工作在電流連續(xù)模式。圖6示出了本實施例采用的跨導(dǎo)放大器的具體電路結(jié)構(gòu)，主要包括:電流鏡61、電流鏡62、電流鏡63、三極管Ql、三極管Q2、電阻R1、電阻R2以及電流源10。 其中，電流鏡61包括MOS晶體管M3和MOS晶體管M7，電流鏡62包括MOS晶體管M2和MOS晶體管M4，電流鏡63包括MOS晶體管M5和M6。采樣電壓Vcs輸入至三極管Ql的基極，第二基準(zhǔn)電壓Vr2輸入至三極管Q2的基極。假設(shè)MOS晶體管M2到MOS晶體管M4的鏡像電流比為K2，M0S晶體管M7經(jīng)由MOS晶體管M3、M5到MOS晶體管M6的鏡像比為K1，則流經(jīng)MOS晶體管M4的電流14為=I4=K2.I2,流經(jīng)MOS晶體管M6的電流16為=I6=K1.Iiq整個跨導(dǎo)放大器的輸出電流Icomp為:Icomp=I4-1 6=K2.I2-Ki.Ii一般要求K1=K2=K，R1=R2=R,電流源I。提供的電流I。足夠大，保證Il和12都大于零，則有以下關(guān)系成立:
V -VI = K—~—
compR即跨導(dǎo)Gm為:Gm= Ic—=-—
Va-Vrefl R在電路穩(wěn)定以后，輸出電流Icomp的電流平均值Icompavg為零，即Icofflpavg=O因此有輸入的采樣電壓Vcs的平均值與第二基準(zhǔn)電壓Vr2的平均值相同，采樣電壓Vcs的平均值除以采樣電阻Rcs的電阻值就是開關(guān)電源輸出電流的平均值，由此開關(guān)電源的輸出電流的電流值為Vr2/Rcs。圖6所示僅是示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，跨導(dǎo)放大器還可以采用其他任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳 實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，只是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單的修改、等同的變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器，包括: 關(guān)斷時間控制電路，用于確定開關(guān)電源中功率開關(guān)的關(guān)斷時間； 比較器，其第一輸入端接收第一基準(zhǔn)電壓，其第二輸入端接收外部輸入的采樣電壓； 邏輯和驅(qū)動電路，根據(jù)所述關(guān)斷時間控制電路和比較器的輸出信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號用于控制所述功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷； 其特征在于， 環(huán)路控制模塊，其輸入端接收所述采樣電壓，其輸出端與所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端相連，用于調(diào)節(jié)所述關(guān)斷時間以使所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間所述采樣電壓的平均值與第二基準(zhǔn)電壓相等，其中，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓的2倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述環(huán)路控制模塊包括:跨導(dǎo)放大器，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間，其輸出電流與所述第二基準(zhǔn)電壓和采樣電壓的差值成正比，并且該輸出電流用于向補償電路充放電，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間，所述跨導(dǎo)放大器的輸出電流停止向所述補償電路充放電，所述補償電路上的電壓用于調(diào)節(jié)所述關(guān)斷時間控制電路廣生的關(guān)斷時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端接收所述采樣電壓，所述跨導(dǎo)放大器的第二輸入端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接第一開關(guān)的第一端，所述第一開關(guān)的第二端連接所述補償電路和所述關(guān)斷時間 控制電路的輸入端，所述第一開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間所述第一開關(guān)導(dǎo)通，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間所述第一開關(guān)關(guān)斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端連接第二開關(guān)的第一端和第三開關(guān)的第一端，所述跨導(dǎo)放大器的第二輸入端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接所述補償電路和所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端，所述第二開關(guān)的第二端接收所述采樣電壓，所述第二開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號，所述第三開關(guān)的第二端接收所述第二基準(zhǔn)電壓，所述第三開關(guān)的控制端接收所述驅(qū)動信號的反相信號，在所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間，所述第二開關(guān)導(dǎo)通且所述第三開關(guān)關(guān)斷，在所述功率開關(guān)關(guān)斷期間，所述第二開關(guān)關(guān)斷且所述第三開關(guān)導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，在所述采樣電壓達到所述第一基準(zhǔn)電壓時，所述比較器的輸出信號使得所述邏輯和驅(qū)動電路產(chǎn)生的驅(qū)動信號關(guān)斷該功率開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源控制器，其特征在于，所述功率開關(guān)被關(guān)斷的時間達到所述關(guān)斷時間后，所述關(guān)斷時間控制電路的輸出信號使得所述邏輯和驅(qū)動電路產(chǎn)生的驅(qū)動信號導(dǎo)通該功率開關(guān)。
7.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1至6中任一項所述的開關(guān)電源控制器； 續(xù)流二極管，其負(fù)極接收輸入電壓； 串聯(lián)的輸出電容和電感，與所述續(xù)流二極管并聯(lián)； 功率開關(guān)，其第一端連接所述續(xù)流二極管的正極，其第二端輸出所述采樣電壓至所述開關(guān)電源控制器，其控制端接收所述開關(guān)電源控制器輸出的驅(qū)動信號； 采樣電阻，其第一端連接所述功率開關(guān)的第二端，其第二端接地。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源及實現(xiàn)恒定輸出電流的開關(guān)電源控制器，該開關(guān)電源控制器包括關(guān)斷時間控制電路，用于確定關(guān)斷時間；比較器，其第一輸入端接收第一基準(zhǔn)電壓，其第二輸入端接收外部輸入的采樣電壓；邏輯和驅(qū)動電路，根據(jù)所述關(guān)斷時間控制電路和比較器的輸出信號產(chǎn)生驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號用于控制功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷；環(huán)路控制模塊，其輸入端接收所述采樣電壓，其輸出端與所述關(guān)斷時間控制電路的輸入端相連，用于調(diào)節(jié)所述關(guān)斷時間以使所述功率開關(guān)導(dǎo)通期間所述采樣電壓的平均值與第二基準(zhǔn)電壓相等，其中，所述第一基準(zhǔn)電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓的2倍。本發(fā)明能夠精確控制輸出電流，使得輸出電流不受輸出電壓、輸入電壓等參數(shù)的影響。
文檔編號H02M3/156GK103248227SQ201310209810
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月30日
發(fā)明者姚云龍, 吳建興 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司