[发明专利]电源转换器的定电流控制系统、模块及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定电流控制系统、模块及其控制方法，尤其是指一种通过一次侧的测量来作二次侧定电流电源输出的电源转换器的定电流控制系统、模块及其方法。

背景技术

一般电源转换器会有定电压(Constant Voltage，CV)控制与定电流(Constant Current，CC)控制，来维持输出的稳定。请参照图1，为公知电源转换器的线路架构，接收输入电压Vi以产生输出电压Vo，包括有变压器11、控制芯片13、光耦合器15以及运算放大器17和19。

其定电压与定电流作动原理是，在变压器11一次侧的开关单元(内建于控制芯片13中)导通时，输入的电流会流经变压器11并通过开关单元到接地端，而当开关单元截止时，会建立一次侧电流波形信号Ip＝(Vi*ΔT)/Lp，并同时会在变压器11一次侧建立0.5*Lp*Ip²的能量。其中Vi为输入电压，Lp为变压器11一次侧的感量，ΔT则为开关单元导通时间。

如上述，变压器11一次侧每秒所建立的能量为0.5*Lp*Ip²*f(其中f为开关单元的工作频率)，必须要等于变压器11二次侧所输出的能量，也就是Io*Vo，因此公式为0.5*Lp*Ip²*f＝Io*Vo。

为了达到定电压的控制，公知会在二次侧线路设置运算放大器17，来侦测输出电压Vo的电压值，如果电压太高，便透过光耦合器15回传信号给控制芯片13，来调整一次侧的工作频率f或是一次侧电流波形信号Ip，而又因为一次侧电流波形信号Ip是对应于开关单元的导通时间，所以调整开关单元的导通时间就可改变一次侧电流波形信号Ip。因此，调整一次侧开关单元的工作频率f或其导通时间(Duty Cycle)，就可达到调整输出电压Vo的目的。

另一方面，如果是因为某些特定的应用场合，当输出电流Io到达某一数值后，必须固定在该数值不能超过，这时公知的方式是在二次侧加设电流感应器18(一般而言为电阻)，当输出电流Io通过电流感应器18时，运算放大器19便会接收到代表输出电流Io大小的电压数值，接着再透过光耦合器15，并依据该代表输出电流Io大小的电压数值，传送控制信号到控制芯片13，以控制一次侧开关单元的导通时间(Duty Cycle)，达到定电流控制的目的。

也就是说，当输出电流Io小于某数值时，电源转换器是以定电压的方式运作，而当输出电流Io大于该数值时，便转变为定电流控制。

但是，以上公知的定电压与定电流控制方式，必须要额外设置至少两运算放大器17和19、电流感应器18以及光耦合器15，如此便会造成线路复杂度、成本及体积的增加。因此，公知的线路架构确实有值得改善之处。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种从电源转换器一次侧撷取电压及电流信号，来据以控制二次侧定电流输出的系统、模块及其方法，通过从一次侧撷取电压及电流信号，可以节省原本二次侧用来测量的运算放大器、电流感应器及光耦合器，进一步降低整体电源转换器的成本。

为了达到上述目的，根据本发明的一方案，提供一种电源转换器的定电流控制系统，包括一电源转换器以及一定电流控制模块。电源转换器包括有一变压器与一开关单元，其中开关单元耦接于变压器的一次侧线圈；定电流控制模块则耦接于变压器以及开关单元，用以从变压器的一次侧取得一放电时间及一电流波形信号，并据以产生一控制信号以控制开关单元的开关周期。

其中，定电流控制模块固定电流波形信号的峰值，并依据该放电时间，来产生该控制信号以控制开关单元的导通与截止。

根据本发明的另一方案，提供一种电源转换器的定电流控制模块，应用于一电源转换器，该电源转换器有一变压器与一开关单元，其中开关单元耦接于变压器的一次侧线圈。定电流控制模块包括一峰值电流固定单元、一放电时间侦测单元及一开关周期调变单元。

峰值电流固定单元耦接于变压器以及开关单元，用以从变压器的一次侧取得一电流波形信号，并依据该电流波形信号来固定流经变压器的一次侧线圈的电流峰值，当该电流波形信号显示流经变压器的一次侧线圈的电流已达到一预设电流数值时，峰值电流固定单元会产生截止开关单元的信号，以固定流经变压器的一次侧线圈的电流峰值。

放电时间侦测单元耦接于变压器，用来撷取一放电时间，其中该放电时间是从绕制于变压器一次侧的一辅助绕组所撷取的一电压波形信号侦测而得。