[发明专利]一种用于原边反馈的恒流恒压控制方法及电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种恒流恒压控制方法及系统，特别是涉及一种用于原边反馈的恒流恒压控制方法及电路。

背景技术

在现有的原边反馈控制芯片的电路实现方式中，由于恒流或者恒压控制方式相对比较复杂，恒流电路和恒压电路通常做法是采用两路不同的电路分别来处理。

参见图1所示，原边反馈恒流恒压控制器100包括：去磁时间(Tdis)检测器101，用于检测去磁时间，产生判决CC/CV(恒流/恒压)的信号；振荡器102，用于产生时钟开启信号；线补偿产生器103，用于产生线补偿量；CV控制模块104，用于产生CV控制开启频率控制信号；FB采样保持器105，用于采样FB信号，采样产生信号203；运算放大器106，用于放大基准电压VREF和信号203的差值，输出与电压信号203成反比的电压信号204，电压信号204也和系统输出电压210成反比；线电流比较器107，用于判断线电流达到峰值时关断开关管117；触发器108，用于控制开关管117导通关断；驱动器109，用于把数字逻辑信号转化成驱动信号驱动开关管117；前沿消隐模块110，用于将峰值采样信号209进行处理后产生电压信号215；PWM/PFM控制器111，用于切换CC/CV开启时钟选择；采样电阻器112，用于采样峰值采样信号209；电阻分压器113和114，用于产生输出端的反馈信号211，即分压信号211；电阻器115，电容器116，和负载122，用于提供芯片100的供电电压123；变压器绕组121，用于把主线圈的能量传递到次级，由原边绕组124，次级绕组119，辅助绕组120组成；电流222是流过系统负载122的电流，电压210是系统负载122的电压。

图2显示了图1所示电路中的去磁时间检测器101，振荡器102，CV控制模块104，和PWM/PFM控制器111的具体实现方式和相互关系。

图1所示的原边反馈控制(简称原边控制)原理是：主线圈通过电阻115给电容116充电，达到原边反馈恒流恒压控制器100的开启电压后控制原边反馈恒流恒压控制器100开始工作。当开关管117导通时，输入能量存储在主线圈124里；当开关管117闭合时，变压器121会把能量释放，即通过次级线圈119将能量释放到输出端(即负载LOAD和输出电容)，并且辅助绕组120将输出电压210映射成分压信号211，也就是与输出电压210有关的信息可以通过辅助绕组120提取，如式(1)所示。

其中，通过变压器绕组121把输出电压210转化成反馈信号后的电阻器113、114分压信号211，用VFB表示。输出电压210用Vout表示，为辅助绕组和次级变压器匝数比，R2和R1分别为电阻器114和113的阻值。由公式(1)可以看出，VFB与Vout成线性关系，可以通过恒定VFB电压的办法来恒定输出电压Vout，以此达到恒压的目的。

原边控制的反激式(flyback)结构一般采用DCM模式(电感电流断续模式)，其CC(恒流)工作可以表达为：

其中，Iout代表电流信号222，为流过负载122的电流。CC要实现的就是保持整个过程中Iout恒定。Isk代表一个开关周期内流过负载LOAD的峰值电流值，有以下关系式：

Vcs＝Ipk×Rcs(5)

其中，Tmeg代表开关管117关断后次级的放电时间，T代表开关管117的一个开关周期，Rcs代表采样电阻112的阻值，表示次级与初级变压器匝数比，Ipk代表一个开关周期内流过电阻112的峰值电流值；由公式(2)和(3)可知，保持Isk和Duty_off恒定就能保持Iout恒定从而实现恒流。

在CC工作的时候，由于采样信号203远低于基准电压(VREF)207，因此运算放大器106的输出信号204会被钳位在一个固定的上限值Vthh。开关管117导通的时候，主线圈上的电流在电阻112上产生峰值采样信号209；峰值采样信号209经过前沿消隐模块110后在比较器107处与运算放大器106的输出信号204比较，比较器107输出的信号219翻转为高，进而通过触发器108和驱动器109输出驱动信号214关断开关管117，就能控制实际Ipk的峰值电流。如果能保持每次Ipk的峰值电流恒定，为初次级变压器匝数比，对于系统来讲是固定值，由式(4)可知，Isk就能恒定。