[实用新型]一种新型恒流输出计算电路及应用该电路的开关电源

说明书

本实用新型涉及一种新型恒流输出计算电路及应用该电路的开关电源，通过新型的恒流电路得到过流比较器的阈值电压，可以依此设定应用该电路的开关电源的输出电流值。同时应用该电路的开关电源系统在结合谷底导通机制时，系统能够在功率管的第一个波谷开启，此时功率管的漏极电压最低，所以功率管的导通损耗也最小，从而可以大幅提升转换效率。同时从电路计算公式中可知，最终应用该电路的开关电源系统其输出电流与线电压相关，从而无需线电压补偿机制，降低了系统的应用成本。

技术领域

本实用新型涉及开关电源变换器领域，特别是一种新型恒流输出计算电路及应用该电路的开关电源。

背景技术

开关电源变换器能够实现高效率，因而在中到大功率场合得到广泛的应用。而在小功率场合以线性变换器应用为主。近年来在小功率场合，由于系统成本的下降和转换效率的提升，隔离式开关电源变换器也逐渐取代线性变换器成为主流应用。其中原边反馈技术使得隔离式变换器不需要次级光耦和TL431等次级网络，系统成本和体积大为降低，从而广泛应用于中小功率电源场合。

目前市场上大多的原边反馈技术的芯片工作在不连续(DCM，DiscontinuousConduction Mode)模式，其主要思想为：

上式中P_O是系统的输出功率，V_O是系统的输出电压，I_O是系统的输出电流，L_P是系统的初级电感量，F_SW是系统的开关频率，I_PK是初级电感峰值电流。

实现恒流时有：

其中，T_ONS为次级退磁时间，T_SW为系统工作周期。将(2)代入(1)有：

从(3)式可知，系统的输出电流只与初级峰值电流，变压器匝比相关，当设定初级峰值电流后，系统的输出电流可确定。在此基础上，很多原边反馈芯片加入了谷底导通技术来进一步提升效率。

图1是应用传统原边反馈芯片的开关电源示意图，该开关电源包括输出组件Do、Co连接于变压器T1的副绕组两端；开关管Q1的漏极与主绕组一端相连，栅极与传统芯片的输出端OUT相连，源极与采样电阻Rcs相连；Rcs的检测信号输入到过流比较器103的一端，103的另一个输入端接固定的阈值电压Vth_oc；反馈绕组经整流后输出电源电压VCC，且连接于FB的分压电阻；分压信号输入到101退磁信号检测电路，101模块输出电源系统次级电感的退磁信号T_ONS，且输出谷底导通信号Valley_on；T_ONS信号输入到CC计算模块105，且有振荡器模块104的锯齿波输出信号Ramp也输入到105模块中，CC计算模块的输出信号Tcc与Valley_on信号一起连接到输出控制模块102；过流比较器103的输出信号连接到输出控制模块102，102的输出信号控制开关管Q1导通和关断。

图1电路的工作波形如图2所示，T_ONS与T_SW的比值保持恒定。在T_ONS的谷底时，初级功率管导通。

上述系统有一个问题：在系统工作于谷底导通时，由于T_ONS与T_SW的固定比值，导致在初级功率管导通时，次级已经历若干谐振周期，导致初级功率管的波谷电压不够低，从而效率提升有限。

同时上述系统还有一个问题：峰值电流比较器的延时会引入一个额外的功率增量，导致系统的输出电流在高、低输入线电压下有很大的差值。为了减小差值，需要增加额外的线电压补偿机制。为了解决上述问题，需要提供一种新型的输出电流计算电路使系统在工作于谷底导通时大幅提升效率且能够更好地解决线电压补偿问题。

发明内容