[发明专利]在原边控制开关电源变换器中实现恒流控制的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路结构，尤其是一种在原边控制开关电源变换器中实现恒流控制的电路，属于开关电源变换器控制的技术领域。

背景技术

随着智能手机、平板电脑等便携式电子设备的迅速普及，使得为便携式设备提供电能的开关模式电源适配器得到了迅猛发展。开关模式电源适配器由于其自身具有重量轻、效率高、体积小等优点，已经成为便携式电子设备标准配置。

原边控制开关模式电源变化器无需光耦和TL431等器件等次级边反馈控制器件，在外围应用中所需要的分立器件相对于传统的次级边反馈开关模式电源变换器少，因此被广泛应用于小功率反激式开关电源变换器中。

便携式电子设备普遍采用锂电池供电，电源适配器为锂电池充电过程中，为了缩短充电时间，首先会采用恒流快速充电，当锂电池储存的电能接近饱和时则采用恒压充电。锂电池的充电特性要求电源适配器具有恒流输出特性，即能够为负载提供恒定的电流。

此外，随着世界各主要经济体相继出台了淘汰效率低下的白炽灯照明路线图，LED固态照明得到迅速发展。LED的发光特性不同于白炽灯，其亮度由驱动电流决定，当驱动电流大小发生变化时，LED亮度也随之变化，为了维持LED亮度一致性，需要采用恒流驱动。由于原边控制离线式反激变换器具有体积小、所需外围器件少、采用变压器隔离安全系数高等优点，成为目前小功率LED照明驱动的首选方案。

反激变换器采用变压器对输入和输出进行隔离，变压器隔离方式有助于提高电源变换器的安全性和可靠性，变压器可以将原边接收的电能耦合到次级边，多数电源变换器使用功率开关来控制变压器储存能量。传统的电源变换器使用光耦器件做隔离，将输出电压反馈给原边控制器，原边控制器根据反馈电压调节功率开关。此外，传统的电源变换器还需要在次级边对输出电压和输出电流进行调节，光耦和次级边调节增加了电源变换器的体积和成本。

为了克服传统离线式反激变换器的缺点，业界发明了原边控制离线式反激变换器，原边控制利用变压器辅助绕组将输出电压的变化反馈到控制器，控制器据此来调节功率开关，从而恒定变换器的输出电压和/或输出电流。但是，现有的控制器均不能有效地实现恒流控制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种在原边控制开关电源变换器中实现恒流控制的电路，其结构紧凑，能实现恒流控制，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述在原边控制开关电源变换器中实现恒流控制的电路，包括控制器，所述控制器包括：

采样/保持电路，接收反馈电压V_FB，并对所述反馈电压V_FB进行采样和保持，且将所述反馈电压V_FB保持后输入至电压/电流转换电路内；

电压/电流转换电路，将所述反馈电压V_FB转换得到所需的控制电流，并将所述控制电流输入振荡器电路内；

振荡器电路，接收电压/电流转换电路输入的控制电流，并根据控制电流输出对应的振荡频率信号，并将所述振荡频率信号输入触发器的置位端；

触发器，所述触发器的置位端接收振荡频率信号，触发器的复位端接收限流比较器的输出信号；当振荡频率信号为高电平时，触发器的输出端输出高电平信号，以驱动功率管导通；

限流比较器，所述限流比较器的同相端通过前沿消隐电路接收采样电压V_CS，并通过前沿消隐电路屏蔽采样电压V_CS的前沿尖峰；当所述采样电压V_CS大于限流比较器反相端的基准电压V_REF时，限流比较器输出限流信号，以使得触发器输出低电平，关断功率管。

所述控制器还包括用于产生基准电压和基准电流的基准电路，基准电路产生的基准电压V_REF输入限流比较器的反相端。

所述触发器采用RS触发器，触发器的输出端通过驱动增强电路与功率管的栅极端连接。

所述采样/保持电路包括第一MOS管及第二MOS管，所述第一MOS管的栅极端与反馈电压V_FB连接，第一MOS管的漏极端接地，第一MOS管的源极端及第二MOS管的漏极端均与第一电流源的一端连接，第一电流源的另一端接地；第二MOS管的漏极端与第二MOS管的栅极端及第三MOS管的漏极端连接，且第二MOS管的漏极端通过第二电流源接地，第三MOS管的源极端通过保持电容接地，第三MOS管的栅极端与采样控制信号连接。