本實(shí)用新型涉及開(kāi)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(kāi)通控制電路。
背景技術(shù)：
一般AC-DC開(kāi)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(huì)采用開(kāi)關(guān)谷底導(dǎo)通模式，但是開(kāi)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(shí)的輸出電壓是低于恒壓輸出時(shí)的電壓；現(xiàn)在的開(kāi)關(guān)電源全部是恒壓谷底開(kāi)通，并且均不是第一個(gè)谷底開(kāi)通，而恒流工作模式采用的是消磁時(shí)間與周期固定比例的方式，一般采用1：1，完全沒(méi)有谷底開(kāi)通，如果采用恒流工作模式實(shí)現(xiàn)谷底開(kāi)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(shí)現(xiàn)恒流谷底開(kāi)通，但是線路結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，芯片成本過(guò)高，總體性價(jià)比較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
一種恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路、CV控制電路、運(yùn)算器、第一開(kāi)關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、積分器、比較器、第三開(kāi)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(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路分別與采樣電路連接；
所述谷底檢測(cè)電路與第三開(kāi)關(guān)控制電路連接；
所述副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路分別與運(yùn)算器連接；
所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)關(guān)控制電路分別與運(yùn)算器連接；
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開(kāi)關(guān)控制電路連接；所述第二開(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)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(guò)第三開(kāi)關(guān)控制電路與MOS管連接；
所述MOS管通過(guò)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。
本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提供的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時(shí)，使得AC-DC開(kāi)關(guān)電源始終工作在第一個(gè)谷底時(shí)開(kāi)通，在恒壓工作狀態(tài)時(shí)，始終在谷底開(kāi)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(shí)，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(lái)的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉?lái)的十分之一，綜合下來(lái)減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開(kāi)通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個(gè)百分點(diǎn)。
本實(shí)用新型提供的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路采用消磁時(shí)間與聚磁時(shí)間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開(kāi)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(shí)現(xiàn)恒流模式下的第一谷底導(dǎo)通。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。
本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：系統(tǒng)工作在恒流時(shí)，使得AC-DC開(kāi)關(guān)電源始終工作在第一個(gè)谷底時(shí)開(kāi)通，大大降低系統(tǒng)的輻射，提高系統(tǒng)效率。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路、CV控制電路、運(yùn)算器、第一開(kāi)關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、積分器、比較器、第三開(kāi)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(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路分別與采樣電路連接；
所述谷底檢測(cè)電路與第三開(kāi)關(guān)控制電路連接；
所述副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路分別與運(yùn)算器連接；
所述第一開(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)關(guān)控制電路分別與運(yùn)算器連接；
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開(kāi)關(guān)控制電路連接；所述第二開(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)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(guò)第三開(kāi)關(guān)控制電路與MOS管連接；
所述MOS管通過(guò)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，本實(shí)用新型的有益效果在于：
本實(shí)用新型提供的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時(shí)，使得AC-DC開(kāi)關(guān)電源始終工作在第一個(gè)谷底時(shí)開(kāi)通，在恒壓工作狀態(tài)時(shí)，始終在谷底開(kāi)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(shí)，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(lái)的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉?lái)的十分之一，綜合下來(lái)減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開(kāi)通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個(gè)百分點(diǎn)。
本實(shí)用新型提供的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路采用消磁時(shí)間與聚磁時(shí)間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開(kāi)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(shí)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(guò)第一電阻分別與谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路連接；
所述輔助繞組的另一端通過(guò)第二電阻分別與谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)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(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)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(guò)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(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的實(shí)施例一為：
本實(shí)用新型提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路，包括：采樣電路、谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路、CV控制電路、運(yùn)算器、第一開(kāi)關(guān)控制電路、基準(zhǔn)電壓電路、第二開(kāi)關(guān)控制電路、積分器、比較器CMP、第三開(kāi)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(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)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(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路分別與運(yùn)算器連接；
其中所述谷底檢測(cè)模塊用于把采樣電路檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，找到谷底信號(hào)，也就是副邊退磁結(jié)束后開(kāi)始諧振后的第一個(gè)谷底信號(hào)或者是第N個(gè)谷底信號(hào)；所述CV控制電路用于產(chǎn)生恒壓控制信號(hào)并控制運(yùn)算器；所述副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路用于準(zhǔn)確檢測(cè)副邊電感Ls的消磁時(shí)間，并將檢測(cè)結(jié)果反饋給運(yùn)算器；所述原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路用于準(zhǔn)確檢測(cè)原邊電感Lp的導(dǎo)通時(shí)間，并將檢測(cè)結(jié)果反饋給運(yùn)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(guò)第一電阻R1分別與谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路連接；所述輔助繞組La的另一端通過(guò)第二電阻R2分別與谷底檢測(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)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(shuō)明：通過(guò)輔助繞組La準(zhǔn)確檢測(cè)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(guò)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(cè)電路與第三開(kāi)關(guān)控制電路的輸入端電連接；
所述第一開(kāi)關(guān)控制電路的輸出端和第二開(kāi)關(guān)控制電路的輸出端分別與運(yùn)算器電連接；所述運(yùn)算器依據(jù)副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路和原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路檢測(cè)到的時(shí)間，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后，產(chǎn)生用于控制第一開(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)關(guān)控制電路的控制信號(hào)。
所述基準(zhǔn)電壓電路與第一開(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路。所述第二開(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路的輸出端和第二開(kāi)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(guò)第三開(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路的輸出端和第二開(kāi)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(guò)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(kāi)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(kāi)關(guān)控制電路用于控制將第三電阻R接地，其余非第一開(kāi)關(guān)控制電路和第二開(kāi)關(guān)控制電路的非導(dǎo)通時(shí)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(hào)，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(guò)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(kāi)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(shí)，比較器CMP反轉(zhuǎn)，將反轉(zhuǎn)信號(hào)傳輸?shù)降谌_(kāi)關(guān)控制電路；第三開(kāi)關(guān)控制電路產(chǎn)生原邊開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，具體包括開(kāi)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(shí)，谷底檢測(cè)模塊檢測(cè)到第一個(gè)谷底，把功率MOS管N1打開(kāi)，功率MOS管N1導(dǎo)通后，此時(shí)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(shí)，比較器CMP反轉(zhuǎn)，將反轉(zhuǎn)信號(hào)傳到第三開(kāi)關(guān)控制電路；
功率MOS管N1關(guān)斷后，隨之副邊電感Ls開(kāi)始放電，給系統(tǒng)的輸出負(fù)載供電，此時(shí)通過(guò)輔助繞組La、第一電阻R1和第二電阻R2可以檢測(cè)到系統(tǒng)輸出電壓的大小，通過(guò)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(cè)電路、副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路、原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路和CV控制電路；通過(guò)副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路準(zhǔn)確的探測(cè)到副邊電感Ls的消磁時(shí)間并將檢測(cè)結(jié)果反饋給運(yùn)算器，在消磁時(shí)間內(nèi)，副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路一直輸出高電平；通過(guò)原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路準(zhǔn)確的把原邊電感Lp的導(dǎo)通時(shí)間檢測(cè)出來(lái)并將檢測(cè)結(jié)果反饋給運(yùn)算器，在原邊電感Lp蓄能的時(shí)間內(nèi)，原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間檢測(cè)電路一直輸出高電平；在第一個(gè)副邊消磁時(shí)間內(nèi)，第一開(kāi)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(guò)第三電阻R給第二電容C充電，副邊消磁時(shí)間檢測(cè)電路檢測(cè)到副邊消磁結(jié)束，第一開(kāi)關(guān)控制電路關(guān)斷；通過(guò)谷底檢測(cè)模塊檢測(cè)到第一個(gè)谷底時(shí)，原邊開(kāi)關(guān)重新開(kāi)始導(dǎo)通，運(yùn)算器記錄原邊開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，原邊開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，第二個(gè)副邊消磁時(shí)間開(kāi)始檢測(cè)，第一開(kāi)關(guān)控制電路繼續(xù)導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為運(yùn)算器記錄的原邊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)間，當(dāng)?shù)诙€(gè)副邊消磁時(shí)間大于運(yùn)算器記錄的原邊開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)間時(shí)，第二開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通，將第三電阻R接地，第二電容C通過(guò)第三電阻R放電。
如此反復(fù)，一直持續(xù)下去，就會(huì)在電容C積分出一個(gè)電平，具體輸出電流的計(jì)算方式如下：
第二電容的電壓為VC，副邊消磁時(shí)間為T(mén)d，原邊導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)on，整個(gè)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(guò)式(5)可以看出來(lái)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(shí)現(xiàn)了第一個(gè)谷底開(kāi)通并且恒流控制。
綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路是系統(tǒng)工作在恒流時(shí)，使得AC-DC開(kāi)關(guān)電源始終工作在第一個(gè)谷底時(shí)開(kāi)通，在恒壓工作狀態(tài)時(shí)，始終在谷底開(kāi)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(shí)，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(lái)的十分之一，在采樣電阻上面的消耗變?yōu)樵瓉?lái)的十分之一，綜合下來(lái)減小系統(tǒng)損耗在0.3W以上，與一般的谷底開(kāi)通電路相比，系統(tǒng)效率可以提高2個(gè)百分點(diǎn)。本實(shí)用新型提供的恒流狀態(tài)下谷底開(kāi)通控制電路采用消磁時(shí)間與聚磁時(shí)間決定原邊峰值電流的邏輯架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)峰值電流可變，消磁占空比可變，第一谷底開(kāi)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(shí)現(xiàn)恒流模式下的第一谷底導(dǎo)通。
以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。