[发明专利]开关电源及提高其输出电流调整率的电路有效
申请号: | 201210145402.1 | 申请日: | 2012-05-10 |
公开(公告)号: | CN103390992A | 公开(公告)日: | 2013-11-13 |
发明(设计)人: | 关彦青;王立龙 | 申请(专利权)人: | 华润矽威科技(上海)有限公司 |
主分类号: | H02M1/08 | 分类号: | H02M1/08 |
代理公司: | 上海专利商标事务所有限公司 31100 | 代理人: | 陆嘉 |
地址: | 201103 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 开关电源 提高 输出 电流 调整 电路 | ||
技术领域
本发明涉及开关电源及其内部电路,尤其涉及一种开关电源及提高其输出电流调整率的电路。
背景技术
开关电源具有效率高体积小的特点,为电子设备特别是移动电子设备的首选供电电源方案。对于离线式开关电源,通常需要电源具有恒压/恒流输出特性,即当负载电流达到限定电流前可以提供恒定输出电压,当负载电压达到恒定电时电源以恒流模式工作输出恒定电流。
反激式电源可通过检测变压器绕组电压信息实现输出电压电流调节从而满足恒压恒流输出特性的要求,由于省略了电压参考和光耦等器件因而降低系统成本,同时又可满足特定精度的要求,广泛应用于小功率电源适配器和充电器中。
现有技术中,在恒流工作模式下,控制器通过检测变压器初级侧绕组电流实现输出电流调节。控制器以特定开关频率Fsw工作,在每一个工作周期,开关被打开,当检测到流过开关电流到峰值电流Ipk时关断开关。如果开关电源工作在非连续电流模式(DCM),变压器的电感为L,则根据能量守恒原则,输出电流大小可表示为:
其中η为转换效率,Vout为输出电压。
无论恒压还是恒流输出模式下,开关电源都要求具有优良的输入线调整率,即当输入电压变化时输出电压或电流需要保持不变。由公式(1)可以看出,在L、Fsw、η和Vout保持不变情况下,输出电流取决于Ipk大小。因此要实现优良的输出电流线调整率,必须保证Ipk在宽输入电压范围内保持不变。
图1示出了一种现有技术中常用的恒流实现电路。在该电路中采用电阻203串联在开关202的源极实现开关电流的检测,其中开关202与变压器201的初级侧线圈串联。电阻203上的电压直接与固定的参考电压vrefoc比较,实现开关峰值电流的限制,当电阻203上的电压cs达到vrefoc时比较器205的输出翻转,将RS触发器206的输出复位为0,并通过驱动电路207关断开关202。因此在每一个开关周期,流过开关202的峰值电流可表示为:
其中Rcs表示开关202的电阻值,Vin为输入变压器201的直流电压,Tdelay表示比较器205、RS触发器206和驱动电路207的传输延迟时间,L为变压器201的初级侧线圈的电感,vrefoc为参考电压vrefoc的电压值。
图2给出了不同Vin条件下的开关电流波形。在一个较低的输入电压vinl和一个较高输入电压vinh下,由于传输延迟的作用,实际流过开关的峰值电流可表示为:
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