[发明专利]减小电流控制型开关调节系统中开通时间的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流控制型开关调节系统，特别是涉及一种减小电流控制型开关调节系统中开通时间的电路。

背景技术

近年来手持式个人通讯终端（比如手机）产品发展迅速，其相关充电器市场也随之发展。其中，反激式变换器由于其自身成本、性能优势，被广泛应用于这个领域。而各种采用原边反馈的恒流恒压控制器，因其外围结构简单，成本低廉，同样被广泛接受和应用。

现有的利用原边反馈的恒流恒压控制器搭建的反激式变换器，如图1所示，包括：整流桥153、∏型滤波器154、吸收电路155、变压器156（其由初级绕组161、次级绕组162、辅助绕组163组成）、原边反馈的恒流恒压控制器175、次级整流二极管157、输出电容158、输出假负载159、辅助供电电路170(其由第一辅助电阻171、第二辅助电阻172、辅助整流二极管173、辅助电容174组成)、开关管150和初级电流采样电阻151。

如图1所示，所述的原边反馈的恒流恒压控制器175包括：振荡器120、采样模块110、运算放大器112、比较器114、RS触发器122、驱动模块124、前沿消隐模块130(其由单稳态电路131、传输开关133组成)等。工作时，所述原边反馈的恒流恒压控制器175需要提取与输出电压和输出负载有关的信息，通过输出调制信号125控制所述开关管150的导通和截止来稳定输出电压。在图1所示的系统中，所述与输出电压和输出负载有关的信息可以通过信号100和信号101被提取。其中，所述信号100等比例反映输出电压值；而所述信号101为流经所述初级绕组161的电流在初级电流采样电阻151处形成的电压信号。假设，输出电压为Vo，次级绕组162匝数为Ns，辅助绕组163匝数为Naux，所述信号100在直流段的电压值为Vfb，其计算公式如下：

（公式1）

公式1可以看出，输出电压Vo与Vfb电压成线性关系，因此，可以通过恒定Vfb电压值的办法来输出恒定电压。

图1所示电路中，当所述开关管150导通时，则流经所述初级绕组161的电流线性增大，所述信号101也线性增大，所述信号101进入所述前沿消隐模块130，所述信号101经过所述传输开关133后生成信号102，生成的所述信号102与阈值电压信号113一起进入所述比较器114生成信号115，当所述信号102超过所述阈值电压信号113时，则所述比较器114的输出信号115为高电平；当所述开关管150截止时，存储在所述变压器156中的能量被释放给输出端，此时去磁过程开始，在去磁过程中，所述采样模块110对信号100进行采样保持并输出信号111，所述信号111与参考电压Vref1之差被所述误差放大器112放大以生成所述阈值电压信号113。

其次，所述振荡器120输出信号121。

接着，所述RS触发器122接收所述信号121和115，并作为响应生成信号123。具体地，如果所述信号121为逻辑高电平并且所述信号115为逻辑低电平，则所述信号123为逻辑高电平；如果所述信号121为逻辑低电平并且所述信号115为逻辑高电平，则所述信号123为逻辑低电平。

如果1所示，所述信号123被所述驱动模块124接收并输出信号125至所述开关管150的基极。如果所述信号123为高电平，则所述驱动模块124输出信号125使驱动所述开关管150导通；反之，如果所述信号123为低电平，则所述驱动模块124输出信号125使驱动所述开关管150截止。

通过以上分析并参考图1所示电源变换器系统，为了提高轻载时的效率，降低空载时的待机功耗，可通过所述振荡器120控制开关频率，使得输出负载越小，开关频率越低，输出负载越大，开关频率越高。

但是，如果输出负载动态切换时，负载突然从轻载切换到满载，由于原边反馈的反馈信息需要下一个周期内才能采样，那么在一个周期时间内，由于原边反馈的控制器无法检测到输出电压信息，会导致输出电压会持续跌落，从而影响电路的正常工作。

比如，最新USB3.0标准对额定输出为5V1A的充电器提出了较高的动态响应能力，其输出电压范围为4.75~5.25V，5V1A的充电器输出电容一般为1000uF，按照0.5V的跌落电压值，可通过以下公式计算出原边反馈控制器的最低开关频率：

 （公式2）

500uS

Fsw

式中，C为电容值，此处为1000uF；U为跌落电压值，此处为0.5V；I为电流值，此处为1A。