[发明专利]一种隔离型无电解电容恒流充电电路及其切换方法

权利要求书

1.一种隔离型无电解电容恒流充电电路，其特征在于：包含有主电路和辅助储能回路；

主电路的交流输入源经过LC滤波器后接入桥式整流电路，桥式整流电路的正端连接反激变换器T的原边绕组Np的同名端，原边绕组Np的异名端与主开关管Q1的漏极相连接，主开关管Q1的源极连接至桥式整流电路的负端，反激变换器T的副边绕组Ns1的异名端连接副边开关管Q4的漏极，副边开关管Q4的源极连接至输出滤波电容二Co及锂电池BT的正极，输出滤波电容二Co及锂电池BT的负极连接至辅助绕组Ns1的同名端；

辅助储能回路的供能回路二极管Ds2的阴极连接至桥式整流电路的正端及反激变换器T的原边绕组Np的同名端，供能回路二极管Ds2的阳极连接供能回路开关管Q3的漏极，供能回路开关管Q3的源极连接储能回路开关管Q2的漏极及储能电容Cb的正极，储能回路开关管Q2的源极连接辅助二极管Ds1的阴极，辅助二极管Ds1的阳极连接辅助绕组Ns2的异名端，辅助绕组Ns2的同名端连接原边绕组Np及储能电容Cb的负极。

2.如权利要求1所述一种隔离型无电解电容恒流充电电路的切换方法，其特征在于：

当输入功率大于输出功率阶段时：

瞬时输入功率大于输出功率阶段共有四种工作模态：

工作模态一（t0-t1）

供能回路开关管Q3在此功率阶段保持常断状态，在t0之前，反激变换器原边电感电流iLm与副边电流iDs均为0，由输出滤波电容向LED负载供电；t0时刻，主开关管Q1导通，供能回路二极管Ds2及储能回路二极管Ds1在主开关管Q1开通期间内承受反向电压截止；主开关管Q1导通期间，原边电感电流iLm线性上升；在t1时刻，主开光管Q1关断，原边电感电流iLm达到峰值；

工作模态二（t1-t2）

在t1时刻Q1关断后，储能回路开关管Q2开通，储能回路开始工作；在此开关周期内，除供给输出LED负载的能量外，多余的能量通过储能回路，储存在Cb中；在此模态内，原边电感电流持续下降，储能电容的电压升高；LED负载继续由输出滤波电容供能；

工作模态三（t2-t3）

在t2时刻，储能回路工作完毕，副边开关管Q4导通，其余开关管保持关断状态；变压器中储存的剩余能量通过反激变换器副边开关管Q4、副边二极管Ds2所在地输出回路向LED负载供电；

t2时刻，副边电流为工作模态三中的峰值，可根据工作模态二中辅助储能回路电流峰值计算获得；在t2到t3期间，副边电流由峰值线性下降，为LED负载供能；副边回路的电流持续下降，在t3时刻，变压器中所储存的能量完全释放，副边电流下降为0；

工作模态四（t3-t4）

在变压器内能量全部传递到输出，副边电流下降为0后，进入工作模态四，此时，原边电感电流iLm及副边电流iDs都为0；LED负载所需能量由输出滤波电容提供；

当输入功率小于输出功率阶段时：

工作模态一（t0-t1）：

储能回路开关管Q2保持常断状态，储能回路在这一阶段不工作，Cb在此工作阶段中仅供能，储能电容电压持续下降；在t0时刻，反激变换器原边电感电流iLm与副边电流iDs均已为0；主开关管Q1导通，副边二极管Ds1在主开关管Q1开通期间内承受反向电压截止；反激变换器原边电感电流iLm线性上升；

工作模态二（t1-t2）：

由于瞬时输入小于输出功率阶段期间，每个开周期内，输入功率无法为输出LED负载提供足够的能量；在此功率阶段t1时刻，关断主开关Q1并开通供能回路二极管Q3，副边开关管Q3保持关断状态；辅助储能电容Cb向反激变换器原边电感放电，原边电感电流上升，变压器中储存的能量增加；

工作模态三（t2-t3）：

在t2时刻，主开关管Q4导通，其余开关管保持断开；副边二极管Ds承受正向电压导通，经过工作模态二中供能回路的能量补充，原边电感中剩余的能量传递到副边供给输出；由于LED负载持续耗能，副边电流从工作模态二中的最大值开始线性下降，在t3时刻，副边输出回路的电流下降为0；

工作模态四（t3-t4）：

在副边电流下降为0后，进入工作模态四；此时，LED负载所需能量由输出滤波电容提供，原边电感电流为0，工作于电感电流断续模式。