專利名稱：一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種控制變換器輸出電流電壓特性
曲線的裝置。
背景技術(shù)：
通常情況下，在普通的電池充電器和適配器中，為了保證在低輸出電壓下，保持一 個(gè)恒定的輸出電流，其輸出電流_電壓的特性曲線是垂直翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的，參見圖1所示。這種 垂直翻轉(zhuǎn)的輸出電流_電壓特性曲線的特點(diǎn)是在不同的輸出電壓時(shí)具有相同的輸出電流。 現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)恒定電流輸出的控制方法包括副邊控制和原邊控制。由于原邊控制相比于 副邊控制具有很高的性價(jià)比，因此大部分采用原邊控制。 參見現(xiàn)有技術(shù)中原邊控制的圖2a和圖2b，其中，圖2a是現(xiàn)有技術(shù)中原邊控制的變 換器電路圖，圖2b是圖2a中P麗控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。電壓檢測模塊201包括變壓器和 分壓電阻，用于檢測副邊的輸出電壓，副邊的輸出電壓由輔助繞組間接得到，檢測的輸出電 壓反饋到P麗控制器202的FB端。如圖2b所示，檢測的輸出電壓經(jīng)過運(yùn)放模塊202進(jìn)行 運(yùn)算放大后輸出給恒壓控制器203，最終產(chǎn)生控制原邊開關(guān)管的控制信號，控制信號由OUT 端輸出。 目前實(shí)現(xiàn)恒定輸出電流控制的原理是根據(jù)原邊峰值電流和副邊導(dǎo)通占空比成一 定關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，如圖2b中的恒流控制器204和原邊峰值電流檢測模塊205就是用來實(shí)現(xiàn)恒 定輸出電流的。變換器工作在不連續(xù)工作模式DCM(Discontinue Current Mode)或不連續(xù) 工作臨界模式DCMB(DiscontinueCurrent Mode Boundary)下，輸出電流即副邊的平均電流 主要與原邊峰值電流與副邊導(dǎo)通占空比有關(guān)，所以要滿足恒定輸出電流的要求，只需保持 副邊導(dǎo)通占空比和原邊峰值電流的乘積不變即可。 但是，有些負(fù)載在低輸出電壓時(shí)仍需要一個(gè)大電流工作，并且輸出電壓越低輸出 電流越大。如圖3所示在低輸出電壓下實(shí)現(xiàn)大電流輸出的輸出電流電壓特性曲線圖。其中， 曲線1是輸出電流_電壓特性曲線，曲線2是輸出電流-功率特性曲線。
目前實(shí)現(xiàn)圖3所示的曲線1的輸出電流-電壓的特性曲線大部分采用改變原邊 的峰值電流或副邊導(dǎo)通占空比，根據(jù)不同的輸出電壓或與輸出電壓有預(yù)定比例的電壓信號 通過P麗控制器外圍線路來改變原邊的峰值電流或副邊導(dǎo)通占空比，以實(shí)現(xiàn)不同的輸出電 流_電壓特性曲線的斜率。但是，通過P麗控制器外圍線路實(shí)現(xiàn)這種傾斜輸出電流-電壓 特性曲線的方式會(huì)增加系統(tǒng)器件數(shù)目，從而增加成本，并且這種方式不能實(shí)現(xiàn)精確采樣來 實(shí)現(xiàn)一個(gè)線性輸出曲線。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置， 能夠?qū)崿F(xiàn)低輸出電壓下實(shí)現(xiàn)大電流輸出的特性曲線。 本法明提供一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，包括副邊輸出電壓采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器和控制單元； 所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣； 所述電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊 輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出電流信號； 所述乘法器，用于將所述電壓信號和電流信號相乘計(jì)算出控制信號； 所述控制單元，用于由所述控制信號控制原邊的開關(guān)管的開關(guān)頻率，所述開關(guān)頻
率與所述控制信號成正比。 優(yōu)選地，所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一采樣電阻和第二采樣電阻； 輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一采樣電阻和第二采樣電阻接地，所述
第一采樣電阻和第二采樣電阻的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。 優(yōu)選地，所述電流運(yùn)算單元包括第一運(yùn)放、第一電阻和第二電阻； 第一運(yùn)放的正輸入端連接預(yù)設(shè)的參考電壓，副邊輸出電壓采樣單元的輸出端通過
第二電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入端，第一運(yùn)放的輸出端通過第一電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸
入端；第一運(yùn)放的輸出端連接所述乘法器的輸入端。 優(yōu)選地，所述控制單元包括鏡像電流源、可調(diào)電阻、電容、開關(guān)、預(yù)設(shè)參考電源和比 較器； 乘法器的輸出端連接所述鏡像電流源的第一輸入端，鏡像電流源的第二輸入端通 過可調(diào)電阻接地； 鏡像電流源的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的正輸入端通過預(yù)設(shè)參考電源接地，預(yù)設(shè)參考電源的正極連接比較器的正
輸入端，負(fù)極接地； 電容連接比較器的負(fù)輸入端，開關(guān)連接比較器的負(fù)輸入端；
比較器的輸出信號作為整個(gè)控制單元的輸出信號。 優(yōu)選地，還包括采樣保持單元，所述采樣保持單元用于將副邊輸出電壓采樣單元 采樣的電壓進(jìn)行采樣保持后發(fā)送給所述電流運(yùn)算單元。 優(yōu)選地，所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一二極管和第一電容； 輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一二極管和第一電容接地，所述第一二
極管和第一電容的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。 本發(fā)明還提供一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，包括副邊輸出電 壓采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器、原邊峰值電流控制單元、恒流控制器和恒壓控制器；
所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣； 所述電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊 輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出電流信號； 所述乘法器，用于將所述電壓信號和電流信號相乘計(jì)算出控制信號； 所述原邊峰值電流控制單元，用于根據(jù)所述控制信號和原邊峰值電流采樣信號獲
得第二控制信號，將所述第二控制信號分別發(fā)送給所述恒流控制器和恒壓控制器； 所述恒壓控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)采樣的
電壓信號來改變原邊的開關(guān)周期，以實(shí)現(xiàn)恒定輸出電壓的特性； 所述恒流控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)預(yù)設(shè)的副邊導(dǎo)通占空比的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)恒定輸出電流的特性。 優(yōu)選地，所述電流運(yùn)算單元包括第一運(yùn)放、第一電阻和第二電阻； 第一運(yùn)放的正輸入端連接預(yù)設(shè)的參考電壓，副邊輸出電壓采樣單元的輸出端通過
第二電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入端，第一運(yùn)放的輸出端通過第一電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸
入端；第一運(yùn)放的輸出端連接所述乘法器的輸入端。 優(yōu)選地，所述控制單元包括鏡像電流源、可調(diào)電阻、電容、開關(guān)、預(yù)設(shè)參考電源和比 較器； 乘法器的輸出端連接所述鏡像電流源的第一輸入端，鏡像電流源的第二輸入端通 過可調(diào)電阻接地； 鏡像電流源的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的正輸入端通過預(yù)設(shè)參考電源接地； 電容連接比較器的負(fù)輸入端，開關(guān)連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的輸出信號作為整個(gè)控制單元的輸出信號。 優(yōu)選地，所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一采樣電阻和第二采樣電阻； 輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一采樣電阻和第二采樣電阻接地，所述
第一采樣電阻和第二采樣電阻的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端；
或， 所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一二極管和第一電容； 輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一二極管和第一電容接地，所述第一二
極管和第一電容的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 該裝置通過P麗控制器內(nèi)部改變原邊峰值電流或開關(guān)管的開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)輸出 電流電壓特性曲線的控制。由于輸出功率是輸出電流與輸出電壓的乘積，并且輸出功率僅 與原邊峰值電流和開關(guān)管的開關(guān)頻率這兩個(gè)參數(shù)有線性關(guān)系，因此，本發(fā)明通過在現(xiàn)有基 礎(chǔ)上改變P麗控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)特性曲線的控制，不需要對P麗控制器的外部電路進(jìn) 行改進(jìn)，也不需要增加其他器件，這樣簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了整個(gè)變換器的成本。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中變換器輸出電流電壓垂直翻轉(zhuǎn)特性曲線圖； 圖2a是現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源采用原邊控制的變換器電路圖； 圖2b圖2a中P麗控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖3是本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的變換器輸出電流電壓特性曲線圖； 圖4是本發(fā)明提供的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明提供的又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖； 圖6是圖4和圖5中的電流運(yùn)算單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖7是圖4和圖5中的控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖8是本發(fā)明提供的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖； 圖9是本發(fā)明提供的又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖； 圖10是原邊峰值電流、輸出電流和控制信號之間的曲線 圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的變換器的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解和實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合圖3 介紹本發(fā)明的基本原理。 圖3中的曲線1是輸出電流_輸出電壓特性曲線，曲線2是輸出電流_輸出功率 特性曲線。 圖3所示的曲線1的特點(diǎn)是當(dāng)輸出電流Io小于第一電流Il時(shí)，輸出電壓Vo保 持恒定。當(dāng)輸出電流Io大于第一電流II時(shí)，隨著輸出電流Io的逐漸增大，輸出電壓Vo逐 漸減小。 圖3所示的曲線2的特點(diǎn)是當(dāng)輸出電流Io小于第一電流II時(shí)，輸出功率Po線 性上升；當(dāng)輸出電流Io大于第一電流II時(shí)，輸出功率Po呈現(xiàn)非線性變化，并且最大輸出功 率Po對應(yīng)的輸出電流Io并不是第一電流II。 當(dāng)輸出電流Io大于第一電流II時(shí)，輸出電壓Vo和輸出電流Io的斜率可以用下 面的公式(1)表示
「 ， wVo2-Vo1 ^ j 、 Kl =- ( 1 )
Io2-Iol 其中(Iol，Vol)和(Io2，Vo2)分別為第一采樣點(diǎn)和第二采樣點(diǎn)的電流和電壓。公 式(1)可以簡化為公式(2): Io = ， + K2 (2) Kl 符合公式(2)的輸出功率可以用公式(3)來表示 Po = Vo'Io = Vo-(， + K2) (3)
Kl 由公式(3)可以看出，輸出功率Po和輸出電壓Vo之間不是單調(diào)的線性關(guān)系。
變換器的輸出功率與開關(guān)頻率有公式(4)的線性關(guān)系 Po =告.ipk2 .Lm.fs.77 (4) 其中，ipk為原邊的峰值電流，Lm為原邊勵(lì)磁電感，fs為變換器的開關(guān)頻率，n為
變換器的工作效率。由于Lm和n是定值，因此，變換器無論在DCM模式下，還是DCMB模式
下，輸出功率與原邊的峰值電流ipk和變換器的開關(guān)頻率fs呈線性關(guān)系。 由于輸出功率與輸出電流的特性曲線不是單調(diào)的線性關(guān)系，因此可以通過控制輸
出功率實(shí)現(xiàn)曲線l所示的輸出電路和電壓的特性曲線。由于輸出功率與原邊峰值電流和開
關(guān)頻率有關(guān)系，因此，可以通過控制這兩個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出功率的控制，下面分別介紹通過改
變原邊峰值電流實(shí)現(xiàn)輸出功率控制和通過改變開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)輸出功率的控制方法。 本發(fā)明提供的通過改變開關(guān)管的開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)控制變換器輸出電流電壓特性曲
線的裝置包括副邊輸出電壓采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器和控制單元； 所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣； 所述電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊 輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出輸出電流的等效信號；
所述乘法器，用于將所述電壓信號和輸出電流的等效信號相乘計(jì)算出控制信號；
所述控制單元，用于由所述控制信號控制原邊的開關(guān)管的開關(guān)頻率，所述開關(guān)頻 率與所述控制信號成正比。 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。 參見圖4，該圖為本發(fā)明提供的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)圖。 本實(shí)施例提供的控制輸出電流_輸出電壓特性曲線的方法是通過改變開關(guān)管的 開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)的。 本實(shí)施例包括副邊輸出電壓采樣單元401、采樣保持單元402、電流運(yùn)算單元403、 乘法器404、控制單元405、恒流控制器406、恒壓控制器407、或非門409和驅(qū)動(dòng)單元410。
副邊輸出電壓采樣單元401，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣，將采樣的電壓信號發(fā) 送給采樣保持單元402。 需要說明的是，本實(shí)施例提供的副邊輸出電壓采樣單元401由兩個(gè)采樣電阻組 成，分別是第一采樣電阻Rfbl和第二采樣電阻Rfb2。副邊繞組的輸出電壓由輔助繞組來 間接得到。輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的第一采樣電阻Rfbl和第二采樣電阻Rfb2接 地，所述第一采樣電阻Rfbl和第二采樣電阻Rfb2的公共端連接所述電流運(yùn)算單元403的 輸入端，其中第二采樣電阻Rfb2上的電壓作為采樣保持單元402的輸入電壓信號。
本發(fā)明還提供了一種副邊輸出電壓采樣單元501，如圖5所示，該副邊輸出電壓采 樣單元501包括第一二極管D1和第一電容C1。輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的第一二 極管Dl和第一電容Cl接地，其中第一電容Cl上的電壓作為采樣保持單元402的輸入電壓 信號。 采樣保持單元402 ，用于對所述電壓信號進(jìn)行采樣保持，并將采樣保持后的電壓信 號發(fā)送給電流運(yùn)算單元403。 電流運(yùn)算單元403，用于根據(jù)公式(2)所示的輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì) 算輸出電流的等效信號Vi ， W = iO 丫^ +〖2J ，其中Ki為預(yù)定比例。 電流運(yùn)算單元403由電壓信號與一預(yù)設(shè)的參考電壓，得到圖3中曲線1所示的傾 斜輸出電流-電壓特性曲線的起始點(diǎn)，即公式(2)中的參數(shù)K2，然后通過運(yùn)算放大器的放大 比例系數(shù)設(shè)置傾斜輸出電流-電壓特性曲線的斜率，即公式(2)中的系數(shù)K1，從而得到輸出 電流的等效信號Vi。 所述預(yù)設(shè)的參考電壓由電壓VDD來提供。 乘法器404，用于接收電流運(yùn)算單元403的電流信號和采樣保持單元402輸出的電 壓信號，計(jì)算所述電流信號和電壓信號的乘積，并以乘積的預(yù)定比例作為輸出的控制信號。 用Vc表示控制信號，則Fc = h Ko W = h Ko 幻.f^ + J ,其中Kv為預(yù)定比例。 控制單元405，用于由所述控制信號控制開關(guān)管的開關(guān)頻率。 需要說明的是，控制信號是一個(gè)脈沖信號，脈沖信號的頻率決定了開關(guān)管的開關(guān) 頻率。 下面簡單介紹下恒流控制器406、恒壓控制器407、或非門409和驅(qū)動(dòng)單元410。
其中，恒流控制器406是為了實(shí)現(xiàn)恒流的控制，恒壓控制器407是為了實(shí)現(xiàn)恒壓的 控制，即圖3中曲線1中恒壓的部分。在該實(shí)施例中也可以通過系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)只有 恒定電壓輸出和有斜率特性的曲線輸出，恒定電流輸出部分將不起任何作用；也可以實(shí)現(xiàn) 恒定電壓、有斜率特性曲線輸出和恒定電流輸出三種特性曲線，恒定電流部分將在最大電 流最小電壓點(diǎn)出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)恒定最大電流的輸出特性。 或非門409是將恒流控制器406、恒壓控制器407和控制單元405的輸出信號進(jìn)行 與非后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)單元410。 驅(qū)動(dòng)單元410將信號進(jìn)行放大后驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的斷開和閉合。 本實(shí)施例提供的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置是通過改變開關(guān)管的 開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)的，該裝置只需要對P麗控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)即可，不需要通過改變 P麗控制器的外圍線路，這樣可以減少器件，降低成本。
下面結(jié)合圖6介紹電流運(yùn)算單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 電流運(yùn)算單元包括第一運(yùn)放A，第一電阻Rl和第二電阻R2，其中第一運(yùn)放A的正 輸入端連接所述預(yù)設(shè)的參考電壓CCref，采樣保持單元的輸出端通過第二電阻R2連接第一 運(yùn)放A的負(fù)輸入端，第一運(yùn)放A的輸出端通過第一電阻R1連接第一運(yùn)放A的負(fù)輸入端。第 一運(yùn)放A的輸出信號Vi作為乘法器的一個(gè)輸入信號。
下面結(jié)合圖7詳細(xì)介紹控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 控制單元的輸入信號為控制信號Vc，控制信號Vc連接鏡像電流源701的第一輸入 端，鏡像電流源701的第二輸入端通過可調(diào)電阻Rc接地。 鏡像電流源701的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器B的負(fù)輸入端。
比較器B的正輸入端通過預(yù)設(shè)參考電源Vf接地，預(yù)設(shè)參考電源Vf的正極連接比 較器B的正輸入端，負(fù)極接地。 電容Cc連接比較器B的負(fù)輸入端，開關(guān)Sc連接比較器B的負(fù)輸入端。 比較器B的輸出作為整個(gè)控制單元的輸出信號，即作為圖5中或非門409的一個(gè)
輸入信號。 另外，恒流控制器406和恒壓控制器407的輸出也作為或非門409的輸入信號。
控制信號Vc經(jīng)過一個(gè)可調(diào)電阻Rc后轉(zhuǎn)換為可調(diào)電流信號，可調(diào)電流信號經(jīng)過Kc : 1鏡像電流源701鏡像之后為電容Cc進(jìn)行充電，當(dāng)電容Cc上的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)參考電源Vf 時(shí)，開關(guān)管閉合，此時(shí)開關(guān)Sc也閉合，電容Cc在極短的時(shí)間內(nèi)完成放電，然后根據(jù)控制信號 Vc進(jìn)行新的一個(gè)周期的控制。需要說明的是，控制單元輸出的控制信號是脈沖控制信號，如 圖7所示。 以上實(shí)施例介紹的裝置是通過改變開關(guān)管的開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)輸出電流_輸出電 壓特性曲線控制的，下面的實(shí)施例將介紹通過改變原邊的峰值電流來實(shí)現(xiàn)輸出電流_輸出 電壓特性曲線的控制。 參見圖8，該圖為本發(fā)明提供的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。 本實(shí)施例提供的裝置與圖4對應(yīng)的實(shí)施例提供的裝置的相同的是副邊輸出電壓 采樣單元、采樣保持單元、電流運(yùn)算單元和乘法器，因此，這些單元的功能和連接關(guān)系在此 將不再贅述。 本實(shí)施例與圖4對應(yīng)的實(shí)施例的區(qū)別是原邊峰值電流控制單元，原邊峰值電流控制單元將輸出的控制信號分別發(fā)送給恒流控制器和恒壓控制器。 所述原邊峰值電流控制單元，用于根據(jù)所述控制信號和原邊峰值電流采樣信號獲 得第二控制信號，將所述第二控制信號分別發(fā)送給所述恒流控制器和恒壓控制器。
需要說明的是，原邊峰值電流采樣信號是圖中的電阻Rcs上的電壓信號，以電壓 信號來表征原邊峰值電流。開關(guān)管的發(fā)射極通過電阻Res接地。 所述恒壓控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)采樣的 電壓信號來改變原邊的開關(guān)周期，以實(shí)現(xiàn)恒定輸出電壓的特性； 所述恒流控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)預(yù)設(shè)的 副邊導(dǎo)通占空比的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)恒定輸出電流的特性。 原邊峰值電流控制單元的作用是使原邊峰值電流隨著控制信號Vc的減小而減 小。 其中，恒壓控制器用于根據(jù)原邊峰值電流控制單元發(fā)送的控制信號調(diào)節(jié)原邊的開 通時(shí)間，并利用采樣的副邊輸出電壓來實(shí)現(xiàn)恒定電壓輸出控制；恒流控制器用于根據(jù)原邊 峰值電流控制單元發(fā)送的控制信號和預(yù)設(shè)的副邊導(dǎo)通占空比來調(diào)節(jié)恒定輸出電流的大小。
針對圖5對應(yīng)的實(shí)施例，通過改變原邊峰值電流而實(shí)現(xiàn)輸出電流_輸出電壓特性 曲線的實(shí)施例也可以采用圖5所示的副邊輸出電壓采樣單元，如圖9所示，其他部分的工作 原理與圖8相同，在此不再贅述。 圖8與圖9對應(yīng)的實(shí)施例中的輸出電流IQ、原邊峰值電流Ipk和乘法器輸出的控 制信號Vc之間的關(guān)系如圖10所示，從圖10中可以看出原邊峰值電流Ipk隨控制信號Vc 的減小而減小。 下面介紹以上所有實(shí)施例對應(yīng)的P麗控制器外部的結(jié)構(gòu)。 參見圖ll，該圖為圖4、圖5、圖8和圖9對應(yīng)的實(shí)施例的變換器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
其中，Rcs、Rfbl和Rfb2已經(jīng)在以上實(shí)施例中作了介紹，在此不再贅述。
輔助繞組的異名端通過第二二極管D2連接P麗控制器的VCC，同時(shí)，P麗的VCC端 通過第二電容C2接地。第二二極管D2和第二電容C2組成整流濾波網(wǎng)絡(luò)，輔助繞組通過整 流濾波網(wǎng)絡(luò)為P麗控制器提供電源。 P麗的VDD端和Ccref端之間連接電阻121，同時(shí)，Ccref端通過電阻122接地。電 阻121和電阻122對P麗控制器輸出的穩(wěn)定電壓VDD進(jìn)行分壓，提供圖6中的預(yù)設(shè)的參考 電壓Ccref ，用于對傾斜輸出電流-輸出電壓特性曲線的起始點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
P麗控制器的Rc端通過電阻120接地。電阻120用于設(shè)置傾斜輸出電流_輸出電 壓特性曲線的斜率，實(shí)現(xiàn)斜率可以通過P麗控制器外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。 本實(shí)施例提供的裝置是通過改變P麗控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過控制原邊峰值電流 的大小來實(shí)現(xiàn)輸出電流電壓特性曲線的控制，該裝置也不需要增加P麗控制器的外部器 件，這樣簡化了結(jié)構(gòu)，降低了整個(gè)變換器的成本。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明 技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，包括副邊輸出電壓采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器和控制單元；所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣；所述電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出電流信號；所述乘法器，用于將所述電壓信號和電流信號相乘計(jì)算出控制信號；所述控制單元，用于由所述控制信號控制原邊的開關(guān)管的開關(guān)頻率，所述開關(guān)頻率與所述控制信號成正比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述副邊輸出電壓采樣單元包括第一采樣電阻和第二采樣電阻；輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一采樣電阻和第二采樣電阻接地，所述第一 采樣電阻和第二采樣電阻的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述電流運(yùn)算單元包括第一運(yùn)放、第一電阻和第二電阻；第一運(yùn)放的正輸入端連接預(yù)設(shè)的參考電壓，副邊輸出電壓采樣單元的輸出端通過第 二電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入端，第一運(yùn)放的輸出端通過第一電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入 端；第一運(yùn)放的輸出端連接所述乘法器的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述控制單元包括鏡像電流源、可調(diào)電阻、電容、開關(guān)、預(yù)設(shè)參考電位和比較器；乘法器的輸出端連接所述鏡像電流源的第一輸入端，鏡像電流源的第二輸入端通過可 調(diào)電阻接地；鏡像電流源的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的正輸入端通過預(yù)設(shè)參考電位接地，預(yù)設(shè)參考電位的正極連接比較器的正輸入 端，負(fù)極接地；電容連接比較器的負(fù)輸入端，開關(guān)連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的輸出信號作為整個(gè)控制單元的輸出信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，還 包括采樣保持單元，所述采樣保持單元用于將副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓進(jìn)行采樣 保持后發(fā)送給所述電流運(yùn)算單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述副邊輸出電壓采樣單元包括第一二極管和第一電容；輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一二極管和第一電容接地，所述第一二極管 和第一電容的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。
7. —種控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，包括副邊輸出電壓 采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器、原邊峰值電流控制單元、恒流控制器和恒壓控制器；所述副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣；所述電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊輸出 電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出電流信號；所述乘法器，用于將所述電壓信號和電流信號相乘計(jì)算出控制信號；所述原邊峰值電流控制單元，用于根據(jù)所述控制信號和原邊峰值電流采樣信號獲得第 二控制信號，將所述第二控制信號分別發(fā)送給所述恒流控制器和恒壓控制器；所述恒壓控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)采樣的電壓 信號來改變原邊的開關(guān)周期，以實(shí)現(xiàn)恒定輸出電壓的特性；所述恒流控制器，用于根據(jù)所述第二控制信號決定原邊的導(dǎo)通時(shí)間，根據(jù)預(yù)設(shè)的副邊 導(dǎo)通占空比的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)恒定輸出電流的特性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述電流運(yùn)算單元包括第一運(yùn)放、第一電阻和第二電阻；第一運(yùn)放的正輸入端連接預(yù)設(shè)的參考電壓，副邊輸出電壓采樣單元的輸出端通過第 二電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入端，第一運(yùn)放的輸出端通過第一電阻連接第一運(yùn)放的負(fù)輸入 端；第一運(yùn)放的輸出端連接所述乘法器的輸入端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述控制單元包括鏡像電流源、可調(diào)電阻、電容、開關(guān)、預(yù)設(shè)參考電位和比較器；乘法器的輸出端連接所述鏡像電流源的第一輸入端，鏡像電流源的第二輸入端通過可 調(diào)電阻接地；鏡像電流源的第一輸出端接地，第二輸出端連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的正輸入端通過預(yù)設(shè)參考電源接地； 電容連接比較器的負(fù)輸入端，開關(guān)連接比較器的負(fù)輸入端； 比較器的輸出信號作為整個(gè)控制單元的輸出信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，其特征在于，所 述副邊輸出電壓采樣單元包括第一采樣電阻和第二采樣電阻；輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一采樣電阻和第二采樣電阻接地，所述第一 采樣電阻和第二采樣電阻的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端； 或，所述副邊輸出電壓采樣單元包括第一二極管和第一電容；輔助繞組的異名端依次通過串聯(lián)的所述第一二極管和第一電容接地，所述第一二極管 和第一電容的公共端連接所述電流運(yùn)算單元的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明提供的控制變換器輸出電流電壓特性曲線的裝置，包括副邊輸出電壓采樣單元、電流運(yùn)算單元、乘法器和控制單元；副邊輸出電壓采樣單元，用于對副邊輸出電壓進(jìn)行采樣；電流運(yùn)算單元，用于根據(jù)副邊輸出電壓采樣單元采樣的電壓信號及副邊輸出電壓與輸出電流的線性關(guān)系計(jì)算出電流信號；乘法器，用于將電壓信號和電流信號相乘計(jì)算出控制信號；控制單元，用于由控制信號控制原邊的開關(guān)管的開關(guān)頻率，開關(guān)頻率與控制信號成正比。本發(fā)明通過在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改變PWM控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)特性曲線的控制，不需要對PWM控制器的外部電路進(jìn)行改進(jìn)，也不需要增加其他器件，這樣簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了整個(gè)變換器的成本。
文檔編號H02M3/335GK101795077SQ20101014735
公開日2010年8月4日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者宿清華, 方邵華, 李鈞 申請人:Bcd半導(dǎo)體制造有限公司