[实用新型]一种用于离线开关电源基于高通滤波的电流检测控制电路

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种用于离线开关电源基于高通滤波的电流检测控制电路，涉 及电力电子技术领域。

背景技术

离线式开关电源把工频交流电的输入转换成稳定的直流输出，实现在不同负载条 件下的恒压或恒流。为了这个目标，传感获取输出电流或电压或者用间接的方法测量成为 重要的任务。离线式开关电源，无论是隔离或非隔离型的，主电路都含有至少一个磁元件 (电感或变压器)，为了控制负载侧的电压和电流值，常规的做法是在磁元件上增加一个绕 组，利用二次侧在辅助绕组上感应的电压或电流信号完成传感检测功能。

图1是一个典型的反激式开关变换器的电路原理图，输入是直流电压源V_in，经过变 压器的原边和一个主开关管(通常为MOSFET)形成原边侧电路，与开关管串联的电阻R_i是电 流采样电阻，两端电压代表原边电流值。变压器的副边输出经过二极管D的整流与负载侧电 容相连。为了有效地控制输出电流I_o，必须要对它实时检测。

图2显示了交流输入电压全波整流之后的半周期波形图，T_half代表工频半周期时 长。作为示意，变压器原边电流和副边电流在一个开关周期内的形状也已给出。I_pp和I_sp分 别代表原边电流和副边电流的峰值点，原边电流在主开关接通时开始从0线性上升，到达顶 点时，主开关管关断，副边电流从顶点开始线性下降。

图3描述了变压器原边、副边电流和主开关管的漏极电压波形和对应时序。主开关 管漏极电压包括几个部分：当原边导通且电流上升时，由于主开关管导通，所以V_ds＝0；当开 关管关断时，V_ds等于输入V_in与输出反射电压V_RO的和，直至副边电流下降到零，V_ds开始发生 准谐振，以V_in为中轴来回震荡，其振幅输出反射电压。根据变压器原理，I_sp＝N·I_pp，N是副 边对原边的匝比。

图4在图2和图3的基础上重现了原边和副边电流在一个工频交流输入半周期中每 一次开关周期内的数量关系，包括电流的平均值和峰值。其中，I_pavg：原边电流在一个开关 周期内平均值；I_avg：负载电流在交流半周期上的平均值；I_savg：副边电流在一个开关周期内 平均值；I_pp：原边峰值电流；I_sp：副边峰值电流；R：负载电阻；V_ref：原边电流参考值；T_off：副 边电流从峰值到0的时间；I_{pavg_half}：原边电流在整个工频半周期内的平均值。根据图形反 应，负载R上流过的平均电流表达式如下：