[发明专利]一种平均模式恒流控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及恒流控制技术领域，尤其涉及一种平均模式恒流控制电路及控制方法。

背景技术

开关电源电路中，由于控制环路延时以及实际功率开关管开关的非理想特性，造成输出电流或电压在不同线电压（也称输入电压，电源电压）时候，存在不一致的现象；其本质原因是控制环路存在固有延时，造成电流检测电阻上的电流检测信号不同程度的超过参考电压的设定值，如图1A所示，从而使输出电流或电压与参考电压设定的值不同，并且不同线电压所产生的影响也不同。传统的解决办法是通过直接检测输入线电压来补偿不同线电压下造成的输出偏差。一种现有技术开关电源电路的具体实现电路如图1B所示，开关电源电路包括提供输入电压的输入电压源101、负载电路102、电感103、续流二极管104、功率开关管105、电流检测电阻106、以及现有控制电路100；同时还包括实现线电压补偿的第一补偿电阻107和第二补偿电阻108。通过电阻107和电阻108比例取样输入电压，然后叠加到电流检测电阻106上，电流检测电阻106上的电压降与母线电压相比可以忽略。

理想情况下，如果没有控制环路延时，电流检测电阻上的电压只由比较器的参考电压Vref决定：  

                                                                                                           (1)

实际上参考电压和电流检测电阻上的电压关系为：

                            (2)

非理想因素造成电流检测电阻上的电压过冲为：

                                                                      (3)

现有技术采样母线电压，补偿过冲电压可以得到的关系如下：

                                                 (4)

其中Vm是输入电压，Vm/L是电感电流斜率，Ton是功率开关管的闭合时间，Rcs为电流检测电阻106的阻值，是控制环路的固有延时。可以看出，电流检测电阻上的过冲电压与母线电压、电感量、固有延时、以及电流检测电阻的绝对值有关。传统的线电压补充技术通过检测母线电压Vm，同时调整补偿电阻Rc1和Rc2的值，可以在一定条件下消除过充电压，但是如果电感量改变，或是检测电阻改变都需要重新调整补偿电阻的值，并且传统的线电压补偿技术的补偿电阻还会增加恒流控制电路的成本和功耗，降低转换效率。在讲究效率和成本的小功率开关电源系统中，传统的方法越来越不合适。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提出了一种平均模式恒流控制电路及控制方法，能够很好地解决现有技术所面临的的问题。

本发明首先公开了一种开关电源电路，所述开关电源电路至少包括：提供输入电压的输入电压源；电感，具有第一端和第二端，第一端与输入电压源耦接；功率开关管，具有第一端，第二端和第三端，第一端与电感的第二耦接；所述开关电源电路还包括与功率开关管第二端和第三端耦接的平均模式恒流控制电路，所述平均模式恒流控制电路包括：电流检测电路，具有第一端和第二端，第一端与功率开关管的第三端耦接，第二端与参考地耦接，用于检测流过功率开关管的电流，并输出一个电流检测信号；平均值电路，与所述电流检测信号和功率开关管的第二端耦接，输出一平均值信号；比较电路，与所述平均值信号和电流检测信号耦接，输出一复位信号；定时电路，输出一置位信号；以及锁存电路，与所述置位信号和复位信号耦接，输出一脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号与功率开关管的第二端和平均值电路耦接。

在一个实施例中，所述输入电压源提供的输入电压包括：交流-直流转换器输出的直流电压、直流-直流转换器输出的直流电压、或是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。

在一个实施例中，所述功率开关管包括：场效应晶体管(FET)，双极型晶体管（BJT）。

在一个实施例中，所述电流检测电路为一电阻。

在一个实施例中，所述平均值电路包括：采样控制电路，输入端与所述锁存电路输出的脉冲宽度调制信号、参考电压和电流检测信号耦接，输出第一采样信号和第二采样信号；误差放大电路，具有两个输入端，与所述采样控制电路的两个输出信号耦接，输出一平均值信号。