本發(fā)明涉及開關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路。
背景技術(shù)：
一般AC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)中，為了提高效率及減小系統(tǒng)的輻射干擾，都會采用開關(guān)谷底導(dǎo)通模式，但是開關(guān)電源存在兩種工作模式，一種是恒壓工作模式，就是輸出電壓恒定，另一種就是恒流工作模式，此時的輸出電壓是低于恒壓輸出時的電壓；現(xiàn)在的開關(guān)電源全部是恒壓谷底開通，并且均不是第一個谷底開通，而恒流工作模式采用的是消磁時間與周期固定比例的方式，一般采用1：1，完全沒有谷底開通，如果采用恒流工作模式實現(xiàn)谷底開通，在恒流結(jié)構(gòu)上面必須有突破性創(chuàng)新，現(xiàn)在有結(jié)構(gòu)實現(xiàn)恒流谷底開通，但是線路結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，芯片成本過高，總體性價比較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路、CV控制電路、運算器、第一開關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開關(guān)控制電路、積分器、比較器、第三開關(guān)控制電路、采樣電阻、MOS管、原邊電感、副邊電感、二極管和第一電容；
所述谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與采樣電路連接；
所述谷底檢測電路與第三開關(guān)控制電路連接；
所述副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與運算器連接；
所述第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路分別與運算器連接；
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開關(guān)控制電路連接；所述第二開關(guān)控制電路接地；
所述比較器包括正極輸入端、負(fù)極輸入端和輸出端；
所述第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路分別與積分器的輸入端連接；
所述積分器的輸出端與所述比較器的正極輸入端連接；
所述比較器的輸出端通過第三開關(guān)控制電路與MOS管連接；
所述MOS管通過采樣電阻接地；所述MOS管與所述比較器的負(fù)極輸入端連接；所述MOS管與原邊電感連接；
所述副邊電感的一端與二極管的正極連接；所述二極管的負(fù)極與第一電容的一端連接；所述第一電容的另一端與所述副邊電感的另一端連接。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時，使得AC-DC開關(guān)電源始終工作在第一個谷底時開通，在恒壓工作狀態(tài)時，始終在谷底開啟功率管，大大降低系統(tǒng)的輻射。
由于恒流采用第一谷底導(dǎo)通，副邊消磁占空比大于之前的1：1，在高線電壓工作時，副邊消磁占空比可以達(dá)到10：1，在同樣輸出電流情況下，峰值電流可以減小10倍，如此在副邊續(xù)流二極管上面的消耗及寄生電阻的消耗大大減小，另外原邊電流也減小為原來的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉淼氖种?，綜合下來減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個百分點。
本發(fā)明提供的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路采用消磁時間與聚磁時間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開通，恒流模式工作在BCM，大大提高了系統(tǒng)效率，在原芯片成本的基礎(chǔ)上面實現(xiàn)恒流模式下的第一谷底導(dǎo)通。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路的電路連接圖。
具體實施方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：系統(tǒng)工作在恒流時，使得AC-DC開關(guān)電源始終工作在第一個谷底時開通，大大降低系統(tǒng)的輻射，提高系統(tǒng)效率。
請參照圖1，本發(fā)明提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路、CV控制電路、運算器、第一開關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開關(guān)控制電路、積分器、比較器、第三開關(guān)控制電路、采樣電阻、MOS管、原邊電感、副邊電感、二極管和第一電容；
所述谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與采樣電路連接；
所述谷底檢測電路與第三開關(guān)控制電路連接；
所述副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與運算器連接；
所述第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路分別與運算器連接；
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開關(guān)控制電路連接；所述第二開關(guān)控制電路接地；
所述比較器包括正極輸入端、負(fù)極輸入端和輸出端；
所述第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路分別與積分器的輸入端連接；
所述積分器的輸出端與所述比較器的正極輸入端連接；
所述比較器的輸出端通過第三開關(guān)控制電路與MOS管連接；
所述MOS管通過采樣電阻接地；所述MOS管與所述比較器的負(fù)極輸入端連接；所述MOS管與原邊電感連接；
所述副邊電感的一端與二極管的正極連接；所述二極管的負(fù)極與第一電容的一端連接；所述第一電容的另一端與所述副邊電感的另一端連接。
從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明提供的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時，使得AC-DC開關(guān)電源始終工作在第一個谷底時開通，在恒壓工作狀態(tài)時，始終在谷底開啟功率管，大大降低系統(tǒng)的輻射。
由于恒流采用第一谷底導(dǎo)通，副邊消磁占空比大于之前的1：1，在高線電壓工作時，副邊消磁占空比可以達(dá)到10：1，在同樣輸出電流情況下，峰值電流可以減小10倍，如此在副邊續(xù)流二極管上面的消耗及寄生電阻的消耗大大減小，另外原邊電流也減小為原來的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉淼氖种?，綜合下來減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個百分點。
本發(fā)明提供的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路采用消磁時間與聚磁時間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開通，恒流模式工作在BCM，大大提高了系統(tǒng)效率，在原芯片成本的基礎(chǔ)上面實現(xiàn)恒流模式下的第一谷底導(dǎo)通。
進(jìn)一步的，所述采樣電路包括輔助繞組、第一電阻和第二電阻；
所述輔助繞組的一端通過第一電阻分別與谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路連接；
所述輔助繞組的另一端通過第二電阻分別與谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路連接；
所述輔助繞組的另一端接地。
進(jìn)一步的，所述MOS管包括柵極、源極和漏極；
所述MOS管的柵極與第三開關(guān)控制電路連接；
所述MOS管的源極與比較器的負(fù)極輸入端連接；
所述MOS管的漏極與原邊電感連接。
進(jìn)一步的，所述積分器包括第三電阻和第二電容；
所述第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路分別與所述第三電阻的一端連接；所述第三電阻的另一端通過第一電容接地；所述第三電阻的另一端與所述比較器的正極輸入端連接。
請參照圖1，本發(fā)明的實施例一為：
本發(fā)明提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路、CV控制電路、運算器、第一開關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開關(guān)控制電路、積分器、比較器CMP、第三開關(guān)控制電路、采樣電阻Rcs、MOS管N1、原邊電感Lp、副邊電感Ls、二極管DIODE和第一電容Cout；
所述谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與采樣電路電連接；所述副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路分別與運算器連接；
其中所述谷底檢測模塊用于把采樣電路檢測到的電壓信號進(jìn)行運算，找到谷底信號，也就是副邊退磁結(jié)束后開始諧振后的第一個谷底信號或者是第N個谷底信號；所述CV控制電路用于產(chǎn)生恒壓控制信號并控制運算器；所述副邊消磁時間檢測電路用于準(zhǔn)確檢測副邊電感Ls的消磁時間，并將檢測結(jié)果反饋給運算器；所述原邊開關(guān)開啟時間檢測電路用于準(zhǔn)確檢測原邊電感Lp的導(dǎo)通時間，并將檢測結(jié)果反饋給運算器；
上述的采樣電路具體包括輔助繞組La、第一電阻R1和第二電阻R2；所述輔助繞組La的一端通過第一電阻R1分別與谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路連接；所述輔助繞組La的另一端通過第二電阻R2分別與谷底檢測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路連接；所述輔助繞組La的另一端接地。
原理說明：通過輔助繞組La準(zhǔn)確檢測到原邊電感(繞組)Lp的電壓和電流的變化，將原邊電感(繞組)Lp的電壓和電流的變化映射到輔助繞組La，通過第一電阻R1和第二電阻R2，將輔助繞組La的電壓電流的變化量傳輸?shù)娇刂齐娐穬?nèi)部。
所述谷底檢測電路與第三開關(guān)控制電路的輸入端電連接；
所述第一開關(guān)控制電路的輸出端和第二開關(guān)控制電路的輸出端分別與運算器電連接；所述運算器依據(jù)副邊消磁時間檢測電路和原邊開關(guān)開啟時間檢測電路檢測到的時間，經(jīng)過運算后，產(chǎn)生用于控制第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路的控制信號。
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開關(guān)控制電路的輸入端電連接；所述基準(zhǔn)電流電路產(chǎn)生內(nèi)部電壓基準(zhǔn)VREF，供給第一開關(guān)控制電路。所述第二開關(guān)控制電路接地；
所述比較器CMP包括正極輸入端、負(fù)極輸入端和輸出端；
所述第一開關(guān)控制電路的輸出端和第二開關(guān)控制電路的輸出端分別與積分器的輸入端連接；所述積分器的輸出端與所述比較器CMP的正極輸入端電連接；
所述比較器CMP的輸出端通過第三開關(guān)控制電路與MOS管的柵極電連接；
上述的積分器包括第三電阻R和第二電容C；所述第一開關(guān)控制電路的輸出端和第二開關(guān)控制電路的輸出端分別與所述第三電阻R的一端連接；所述第三電阻R的另一端通過第一電容C接地；所述第三電阻R的另一端與所述比較器CMP的正極輸入端連接。
第一開關(guān)控制電路用于控制基準(zhǔn)電壓電路接入到第三電阻R，第二開關(guān)控制電路用于控制將第三電阻R接地，其余非第一開關(guān)控制電路和第二開關(guān)控制電路的非導(dǎo)通時間，積分器的輸入端均處于高阻狀態(tài)。采用第三電阻R和第一電容C構(gòu)成積分器，將積分器輸入端的信號，進(jìn)行低通濾波，濾波后的直流分量作為比較器CMP提供參考電壓。
所述MOS管N1通過采樣電阻Rcs接地；所述MOS管N1與所述比較器CMP的負(fù)極輸入端連接；所述MOS管N1與原邊電感Lp連接；具體為：上述的MOS管N1包括柵極、源極和漏極；所述MOS管N1的柵極與第三開關(guān)控制電路連接；所述MOS管N1的源極與比較器CMP的負(fù)極輸入端連接；所述MOS管N1的漏極與原邊電感Lp連接。其中采樣電阻Rcs用于采樣原邊電感Lp的電流，當(dāng)原邊電感Lp的電流達(dá)到濾波后的直流分量電平時，比較器CMP反轉(zhuǎn)，將反轉(zhuǎn)信號傳輸?shù)降谌_關(guān)控制電路；第三開關(guān)控制電路產(chǎn)生原邊開關(guān)的控制信號，具體包括開啟和關(guān)閉。
所述副邊電感Ls的一端與二極管DIODE的正極連接；所述二極管DIODE的負(fù)極與第一電容Cout的一端連接；所述第一電容Cout的另一端與所述副邊電感Ls的另一端連接。
在恒流工作模式時，谷底檢測模塊檢測到第一個谷底，把功率MOS管N1打開，功率MOS管N1導(dǎo)通后，此時原邊電感Lp電流呈線性增加，流經(jīng)采樣電阻Rcs的電壓隨之線性增加，采樣電阻Rcs采樣的是原邊電感Lp的電流，當(dāng)原邊電感Lp的電流達(dá)到濾波后的直流分量電平時，比較器CMP反轉(zhuǎn)，將反轉(zhuǎn)信號傳到第三開關(guān)控制電路；
功率MOS管N1關(guān)斷后，隨之副邊電感Ls開始放電，給系統(tǒng)的輸出負(fù)載供電，此時通過輔助繞組La、第一電阻R1和第二電阻R2可以檢測到系統(tǒng)輸出電壓的大小，通過第一電阻R1和第二電阻R2，將輔助繞組La的電壓和電流的變化量傳輸?shù)焦鹊讬z測電路、副邊消磁時間檢測電路、原邊開關(guān)開啟時間檢測電路和CV控制電路；通過副邊消磁時間檢測電路準(zhǔn)確的探測到副邊電感Ls的消磁時間并將檢測結(jié)果反饋給運算器，在消磁時間內(nèi)，副邊消磁時間檢測電路一直輸出高電平；通過原邊開關(guān)開啟時間檢測電路準(zhǔn)確的把原邊電感Lp的導(dǎo)通時間檢測出來并將檢測結(jié)果反饋給運算器，在原邊電感Lp蓄能的時間內(nèi)，原邊開關(guān)開啟時間檢測電路一直輸出高電平；在第一個副邊消磁時間內(nèi)，第一開關(guān)控制電路導(dǎo)通，將基準(zhǔn)電壓電路產(chǎn)生內(nèi)部電壓基準(zhǔn)VREF通過第三電阻R給第二電容C充電，副邊消磁時間檢測電路檢測到副邊消磁結(jié)束，第一開關(guān)控制電路關(guān)斷；通過谷底檢測模塊檢測到第一個谷底時，原邊開關(guān)重新開始導(dǎo)通，運算器記錄原邊開關(guān)的導(dǎo)通時間，原邊開關(guān)斷開后，第二個副邊消磁時間開始檢測，第一開關(guān)控制電路繼續(xù)導(dǎo)通，導(dǎo)通時間為運算器記錄的原邊開關(guān)導(dǎo)通的時間，當(dāng)?shù)诙€副邊消磁時間大于運算器記錄的原邊開關(guān)導(dǎo)通的時間時，第二開關(guān)控制電路導(dǎo)通，將第三電阻R接地，第二電容C通過第三電阻R放電。
如此反復(fù)，一直持續(xù)下去，就會在電容C積分出一個電平，具體輸出電流的計算方式如下：
第二電容的電壓為VC，副邊消磁時間為Td，原邊導(dǎo)通時間為Ton，整個周期等于T；輸出電流為Iout；原邊峰值電流Ipeak，原邊與副邊的砸比為Nps。
VC＝VREF×(Td+Ton)/(2×Td) (1)；
T＝Td+Ton (2)；
Iout＝Nps×Ipeak×Td/(Td+Ton) (3)；
Ipeak＝VC/Rcs (4)；
由上述的(1)(2)(3)(4)可以得出：
Iout＝Nps×VREF/(2×Rcs) (5)；
通過式(5)可以看出來最終輸出電流只與原邊與副邊的砸比為Nps、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓REF與采樣電阻Rcs的阻值相關(guān)，實現(xiàn)了第一個谷底開通并且恒流控制。
綜上所述，本發(fā)明提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時，使得AC-DC開關(guān)電源始終工作在第一個谷底時開通，在恒壓工作狀態(tài)時，始終在谷底開啟功率管，大大降低系統(tǒng)的輻射。由于恒流采用第一谷底導(dǎo)通，副邊消磁占空比大于之前的1：1，在高線電壓工作時，副邊消磁占空比可以達(dá)到10：1，在同樣輸出電流情況下，峰值電流可以減小10倍，如此在副邊續(xù)流二極管上面的消耗及寄生電阻的消耗大大減小，另外原邊電流也減小為原來的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉淼氖种?，綜合下來減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個百分點。本發(fā)明提供的恒流狀態(tài)下谷底開通控制電路采用消磁時間與聚磁時間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開通，恒流模式工作在BCM，大大提高了系統(tǒng)效率，在原芯片成本的基礎(chǔ)上面實現(xiàn)恒流模式下的第一谷底導(dǎo)通。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。