[发明专利]交流-直流转换器中的恒流控制电路及电压产生器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路，尤其涉及交流-直流转换器中的恒流控制电路。

背景技术

图1是现有技术中的一种交流-直流转换器中的恒流控制电路。图1中，Ton信号为PWM(脉冲宽度调制)信号的开启信号，其由芯片中的其他电路提供。当PWM信号为高电平时，功率开关管M1打开，此时主级电感电压为桥后母线电压VIN，主级电感电流以斜率VIN/Lp线性增加；其中Lp为主级电感值。功率开关管M1打开后，主级电感电流通过功率开关管M1流到电阻Rcs上。当电阻Rcs两端电压Vcs达到内部参考电压Vref时，比较器U1输出高电平以触发RS触发器U2；RS触发器U2将关断信号输出至缓冲器U3，由缓冲器U3驱动功率开关管M1使其关断。功率开关管M1被关断后，主级电感电流转换到次级电感，电阻Rcs的电压降至0伏。具体Vref信号、Vcs信号、PWM信号波形关系参见图2，图2是图1中Vref信号、Vcs信号、PWM信号波形关系示意图。

然而，在实际的恒流控制电路中，比较器U1具有延迟，缓冲器U3驱动能力有限，并且功率开关管M1存在寄生电容，这些因素使得开关管M1接收关断信号存在一定的延迟td(如图3所示)；也就是说，缓冲器在接收到PWM信号(即关断信号)后，不会立即关断开关管M1，而是需要经过一段延时td后关断。同时，由于流经电阻Rcs的电流的斜率为VIN/Lp，因此当桥后母线电压VIN增加时，流经电阻Rcs的电流的斜率也会增加，但是延时td不变，因此使得Vcs的过冲不断增大，直接影响输出电流精度，参见图3。图3是市电变化时Vcs过冲随之变化的关系示意图。除了上述延迟，不同厂家生产的NMOS管的阈值电压和寄生电容也存在一定的差异，往往不同型号的NMOS管会导致不同的恒流控制电路的运行速度。

综上所述，现有恒流控制电路由于内部缓冲器有限的驱动能力以及其所驱动的外部功率开关管寄生参数的存在，以及原器件本身具有的延迟，导致开关管接收到的关断信号具有延迟，电阻两端电压相对于参考电压产生过冲，降低了功率开关管关断速度，直接影响输出电流的精度。

发明内容

本发明提供了一种能够解决以上问题的交流-直流转换器中的恒流控制电路及电压产生器。

在第一方面，本发明提供了一种恒流控制电路。该恒流控制电路包括开关管、电阻、第一比较器、电压产生器、第二比较器，且该第一比较器第一输入电压为参考电压。该开关管与该电阻串联，以便流经该开关管的电流在该电阻上产生压降。该第一比较器对该电阻两端电压与参考电压进行比较。该电压产生器接收所述第一比较器的比较结果，并依据该比较结果增加或减小其输出电压值。该第二比较器第一输入端接收所述电压产生器的输出电压，并在该电压与所述电阻两端电压相等时，该第二比较器关断所述开关管。

在第二方面，本发明提供了一种电压产生器。该电压产生器包括第一D触发器、全加器、第二D触发器、译码器。该第一D触发器输入端连接至电源电压，所述第一D触发器输出端与该全加器控制端相连。该全加器输入端与该第二D触发器输出端相连，该全加器输出端与该第二D触发器输入端相连。该第二D触发器输出端连接至所述译码器。

本发明通过在现有恒流控制电路上增加一比较器以及增加一本发明的电压产生器，解决了现有恒流控制电路中电阻两端电压相对于参考电压过冲问题，减小了关断信号到达开关管的延迟，同时使恒流控制精度与NMOS管参数无关，提高了输出电流精度。

附图说明

图1是现有技术中的一种交流-直流转换器中的恒流控制电路；

图2是图1中Vref信号、Vcs信号、PWM信号波形关系示意图；

图3是市电变化时Vcs过冲随之变化的关系示意图；

图4是本发明一个实施例的恒流控制电路示意图；

图5是图4电路中各模块输出信号波形关系示意图；

图6是本发明一个实施例的电压产生器的具体实现电路图；

图7是图4恒流控制电路的一个具体实现电路图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图4是本发明一个实施例的恒流控制电路示意图，该恒流控制电路包括电压产生器U5、比较器U4和现有恒流控制电路；其中，现有恒流控制电路包括桥式整流器、电容C1、变压器T1、二极管D1、电容C2、功率开关管M1、缓冲器U3、RS触发器U2、比较器U1、参考电压Vref、电阻Rcs。