CN101867289A

CN101867289A - 具有恒压/恒流输出的开关电源及其控制方法

Info

Publication number: CN101867289A
Application number: CN 201010175571
Authority: CN
Inventors: 陈伟
Original assignee: Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Current assignee: Hangzhou Silergy Semiconductor Technology Ltd
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: CN101867289B

Abstract

本发明涉及一种具有恒压/恒流输出的开关电源及其控制方法，它包括有：PWM控制电路、功率开关器件，其中，第一反馈电路，用以检测次级电感电路并产生一表征所述开关电源电路的输出电流信息的第一误差放大信号；第二反馈电路，用以检测输出电压并产生一表征所述开关电源电路的输出电压信息的第二误差放大信号；当所述开关电源处于第一负载状态时，切换控制电路输出第一控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源输出一恒定的电压；当所述开关电源处于第二负载状态时，切换控制电路输出第二控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源输出一恒定的电流。

Description

具有恒压/恒流输出的开关电源及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种开关电源电路，属于电源技术领域，尤其涉及一种具有恒压和恒流输出的开关电源。

背景技术

随着开关电源技术的发展，开关电源广泛应用于例如通信、电脑等各种各样的场合。在利用开关电源作为USB接口、笔记本电脑或者其他需要限流端口的供电场合，通常需要在正常负载下，开关电源能够提供恒压输出，而在输出过载如短路情况等非正常状态时，则需要开关电源能够提供恒流输出，以避免USB接口以及其他设备的损坏。

现有技术中，通常采用在现有的具有恒压输出功能的开关电源的基础上，增加具有恒定电流调制的运算放大器，图1所示为其中一种具体的解决方案。其采用SEPIC单端初级电感拓扑结构，利用串联在开关电源输出侧的检测电阻R_S来检测输出电流信息，然后通过增加的运算放大器A2与一基准值V_REF2进行比较运算，以达到根据输出负载R_LOAD的状态来控制开关电源输出的目的。明显的，采用这种实现方案，由于需要在输出端增加检测电阻R_S，因此在原有拓扑结构中的已有的一个输出电容C_O1的基础上，还要在检测电阻R_S前再增加另一个输出电容C_O2来对流过检测电阻的信号进行滤波。增加的运算放大器A2的反相输入端和同相输入端分别连接检测电阻R_S两端的电压，以与基准值V_REF2进行比较运算，从而起到检测输出电流的作用。当监测到输出负载R_LOAD异常状态时如短路时，此时PWM控制器101根据检测电流结果控制开关器件S1的开关动作，使得开关电源在该异常状态时输出恒定电流。

但是，采用这种实现方案，对运算放大器A2的设计参数具有很高的要求。一方面，由于SEPIC单端初级电感拓扑结构的输入电压和输出电压之间的关系为：

\frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{D}{1 - D} - - - (1)

因此，当D＝0.5时，V_in＝V_out，当D＞0.5时，V_in＞V_out，当D＜0.5时，V_in＜V_out，即输出电压既可以高于输入电压也可以低于输入电压，输出电压的范围可以从零到最高输出电压，因此必然要求运算放大器能够具有较宽的共模输入电压范围(0V至输出电压的峰值)；而且，运算放大器的输入级设计需要两个部分电路，一部分电路处理高压共模信号，另一部分处理低压共模信号，这样不仅增加了设计复杂度和电路实现成本，同时在两部分共模输入电压范围的临界处误差较大，也影响了电路的精度。另一方面，运算放大器的供电电源也需要大于等于输出电压。由此可见，采用现有的设计方案，不仅需要增加另一个输出电容和运算放大器，并且对该运算放大器的设计参数要求很高，成本提高，也增加了电路设计难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的恒压/恒流开关电源，其不直接检测输出电流状态，而是采用检测电路中次级电感的电流信息来监测输出负载的状态，从而控制PWM控制电路以不同的控制模式工作，使得在输出负载正常状态时，开关电源以第一工作模式工作，以输出恒定的电压信号，而当负载处于异常状态时，开关电源以第二工作模式工作，以输出恒定的电流信号。同时，本发明提供一种开关电源中的恒压/恒流控制方法。

本发明所述的一种具有恒压/恒流输出的开关电源，所述开关电源为单端初级电感拓扑结构的变换器，其包括PWM控制电路、功率开关器件、初级电感、次级电感以及位于初级电感和次级电感之间的耦合电容，还进一步包括：

第一反馈电路，用以检测所述次级电感上的电流，并产生一表征所述开关电源输出电流信息的第一误差放大信号；

第二反馈电路，用以检测所述开关电源的输出电压，并产生一表征所述开关电源输出电压信息的第二误差放大信号；

切换控制电路，其与第一反馈电路和第二反馈电路连接，用以接收所述第一误差放大信号和第二误差放大信号；

在第一负载状态时，切换控制电路根据第一误差放大信号输出第一控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第一工作模式运行，输出一恒定的电流；在第二负载状态时，切换控制电路根据第二误差放大信号输出第二控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第二工作模式运行，输出一恒定的电压。

本发明所述第一反馈电路，进一步包括，电感电流检测电路和第一运算放大器，其中电感电流检测电路用以检测次级电感电流，从而得到一表征所述开关电源输出电流信息的检测电压信号，并与第一基准源一起输入至所述第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出作为所述第一误差放大信号。

依据本发明一实施例的所述电感电流检测电路进一步包括，由第一电阻和第一电容组成的第一低通滤波器，其中所述第一电阻一端与所述次级电感连接，另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电容两端的电压作为所述次级电感的直流电阻上的检测电压信号。

依据本发明实施例的所述电感电流检测电路进一步包括第二电阻，所述第二电阻一端接地，另一端连接在第一电容和第一电阻的连线上。

依据本发明另一实施例的所述电感电流检测电路进一步包括，检测电阻和由第三电阻和第二电容组成的第二低通滤波器，其中检测电阻串联在次级电感和地之间的连线上，第二电容的一端接地，第二电容的另一端与第三电阻的一端串联连接，第三电阻的另一端与次级电感连接，所述第二电容两端的电压作为所述检测电阻和次级电感的直流电阻上的检测电压信号。

本发明所述的第二反馈电路进一步包括，分压电阻电路和第二运算放大器，所述分压电阻电路分别与开关电源输出端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端连接第二基准源，所述第二运算放大器的输出作为第二误差放大信号。

本发明所述的切换控制电路进一步包括，第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极一起连接至PWM控制电路，第一二极管的阴极连接至第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极连接至第二运算放大器的输出端。

本发明所述的一种开关电源的恒压/恒流输出控制方法，所述开关电源为单端初级电感拓扑结构的变换器，所述开关电源包括PWM控制电路、功率开关器件、初级电感、次级电感以及位于初级电感和次级电感之间的耦合电容，所述恒压/恒流输出控制方法包括以下步骤：

步骤1：利用第一反馈电路，检测所述次级电感上的电流，并产生一表征所述开关电源输出电流信息的第一误差放大信号；

步骤2：利用第二反馈电路，检测所述开关电源的输出电压，并产生一表征所述开关电源输出电压信息的第二误差放大信号；

步骤3：利用切换控制电路，接收所述第一误差放大信号和第二误差放大信号；

在第一负载状态时，切换控制电路根据第一误差放大信号输出第一控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第一工作模式运行，输出一恒定的电流；

在第二负载状态时，切换控制电路根据第二误差放大信号输出第二控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第二工作模式运行，输出一恒定的电压。

本发明所述的开关电源恒压/恒流输出控制方法，进一步包括：

利用所述第一反馈电路中的电感电流检测电路检测流过次级电感的电流，从而得到一表征所述开关电源输出电流信息的检测电压信号；

利用第一反馈电路中的第一运算放大器接收第一基准源和所述检测电压信号，并将所述第一运算放大器的输出作为所述第一误差放大信号。

依据本发明的所述电感电流检测电路进一步包括，由第一电阻和第一电容组成的第一低通滤波器，其中所述第一电阻一端与所述次级电感连接，另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电容两端的电压作为所述次级电感的直流电阻上的检测电压信号。

依据本发明的所述电感电流检测电路进一步包括第二电阻，所述第二电阻一端接地，另一端连接在第一电容和第一电阻的连线上。

本发明的开关电源恒压/恒流输出控制方法，利用由分压电阻电路和第二运算放大器组成的第二反馈电路产生所述第二误差放大信号，其中，所述分压电阻电路分别与开关电源输出端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端连接第二基准源，所述第二运算放大器的输出作为所述第二误差放大信号；本发明利用由第一二极管和第二二极管组成的切换控制电路来接收所述第一误差放大信号和所述第二误差放大信号，以来根据监测到的输出负载状态输出控制信号给所述PWM控制电路，其中所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极一起连接至PWM控制电路，第一二极管的阴极连接至第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极连接至第二运算放大器的输出端。

采用本发明的实现方案，至少可以达到以下有益效果：

(1)开关电源电路仅需要一个输出电容；

(2)限流用运算放大器的设计参数，其输入电压共模范围在0V上下，降低了限流运算放大器的设计难度和成本，同时也提高了运算放大器的运算精度；

(3)对于限流时，输出电流精度要求不高的应用，可以不增加额外的检测电阻，而仅仅利用电路拓扑结构中的次级电感自身的直流电阻DCR来作为检测电阻，减小了功率损耗，同时也降低了成本。

附图说明

图1所示为现有技术的一种恒压/恒流开关电源的电路原理图；

图2所示为依据本发明第一实施例的恒压/恒流开关电源的电路原理图；

图3所示为依据本发明第二实施例的恒压/恒流开关电源的电路原理图；

图4所示为依据本发明的电感电流检测电路第一示例的电路原理图；

图5所示为依据本发明的电感电流检测电路第二示例的电路原理图；

图6所示为依据本发明的电感电流检测电路第三示例的电路原理图；

图7所示为依据本发明第一实施例的开关电源恒压/恒流输出控制方法的流程图；

图8所示为依据本发明第二实施例的开关电源恒压/恒流输出控制方法的流程图；

图9所示为依据本发明的电感电流检测方法第一示例的流程图；

图10所示为依据本发明的电感电流检测方法第二示例的流程图；

图11所示为依据本发明的电感电流检测方法第三示例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行了详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

以下以SEPIC单端初级电感拓扑结构为例，来详细说明依据本发明的开关电源优选实施例。

图2所示为依据本发明第一实施例的一具有恒压/恒流输出的开关电源的电路原理图。图中所示的SEPIC单端初级电感拓扑结构包括与输入源E连接的初级电感L1、与输出端连接的次级电感L2，串联在初级电感L1和次级电感L2之间的耦合电容Cc、位于输入侧的功率开关器件S1，以及位于输出侧的输出二极管Do、输出电容Co以及输出负载R_LOAD。

当功率开关S1处于通态时，E-L1-S1回路和Cc-S1-L2回路同时导电，初级电感L1和次级电感L2进行储能。当功率开关S1处于断态时，E-L1-Cc-Do-负载(Co和R_LOAD)回路及L2-Do-负载R_LOAD回路同时导电，此阶段输入源E和初级电感L1既向负载供电，也向耦合电容Cc充电，同时耦合电容Cc储存的能量在功率开关S1处于通态时向次级电感L2转移。

根据电路结构可以推知，输入平均电流I_in等于初级电感L1和功率开关S1的平均电流，输出平均电流I_OUT等于次级电感L2和输出二极管Do中的平均电流。因此，通过检测流过次级电感L2的平均电流即可得到输出电流I_OUT的信息，因此与如图1所示的解决方案向比较，不再需要增加额外的输出电容、检测电阻以及设计要求难度非常高的运算放大器电路。

在图2所示的依据本发明的第一实施例中，在SEPIC单端初级电感变换器拓扑结构中设置第一反馈电路即图2中所示的电感电流反馈电路202，来检测流过次级电感L2的电流即输出电流信息；设置第二反馈电路即图2中所示的输出电压反馈电路203，来检测输出电压信息；设置切换控制电路204来分别接收电感电流反馈电路202的电感电流信息即输出电流信息和输出电压反馈电路203的输出电压信息，并且根据所述两个反馈输出电压和反馈输出电流的信息，来输出不同的切换控制信号给所述PWM控制电路201。当检测到的电感电流I_L表征输出负载R_LOAD处于正常状态时，切换控制电路204输出第一控制信号给PWM控制电路201，从而控制功率开关S1的开关动作，以在输出端输出一恒定的电压；而当检测到的电感电流I_L表征输出负载R_LOAD处于异常状态(如短路)时，切换控制电路204输出第二控制信号给PWM控制电路201，从而控制功率开关S1的开关动作，以在输出端输出一恒定的电流。

图3所示为依据本发明第二实施例的一具有恒压/恒流输出的开关电源的电路原理图。在该实施例中，第一反馈电路即电感电流反馈电路202进一步包括电感电流检测电路302和第一运算放大器303。其中，电感电路检测电路302用以检测流过次级电感L2的电流，并将检测到的电感电流转换为检测电压V_sen，然后，检测电压V_sen与第一基准源V_REF1一起输入至第一运算放大器303进行反馈补偿和放大运算，从而在第一运算放大器的输出端得到检测电压V_sen与第一基准源V_REF1之间的第一误差放大信号V_C1。第二反馈电路即输出电压反馈电路203进一步包括分压电阻电路和第二运算放大器304，其中，分压电阻电路包括两个与输出端连接的反馈电阻R_F1和R_F2，来检测开关电源的输出电压信息，检测到的输出反馈电压V_FB与第二基准源V_REF2一起输入至第二运算放大器304，从而得到输出反馈电压V_FB与第二基准源V_REF2之间的第二误差放大信号V_C2。

切换控制电路由第一二极管D1和第二二极管D2组成，其中第一二极管D1的阴极连接第一运算放大器303的输出，第二二极管D2的阴极连接第二运算放大器304的输出，第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极一起连接至所述PWM控制电路201。

工作过程中，当次级电感L2上的检测电压V_sen的幅值的平均值小于第一基准值V_REF1时，即输出负载R_LOAD处于正常工作状态，此时第一误差放大信号V_C1大于第二误差放大信号V_C2，切换控制电路的输出信号由第二误差放大信号V_C2决定，因此，PWM控制电路201根据第二反馈电路(即输出电压反馈电路)的输出反馈电压V_FB来调整功率开关S1的占空比，从而使开关电源电路工作在恒压状态，开关电源输出一恒定的电压来驱动负载R_LOAD。

当次级电感L2上的检测电压V_sen的幅值的平均值大于第一基准源V_REF1时，即输出负载处于异常工作状态，此时第一误差放大信号V_C1小于第二误差放大信号V_C2，切换控制电路的输出信号由第一误差放大信号V_C1决定，因此，PWM控制电路201根据第一反馈电路(即电感电流反馈电路)的输出的检测电压V_sen(即输出电流信息)来调整功率开关S1的占空比，从而使开关电源电路工作在恒流状态，开关电源输出一恒定的电流。

在图2和3所示的实施例中，可以推知次级电感L2输出的检测电压V_sen为一负电压信号，因此可以采用图3所示的方式将所述检测电压V_sen与一正的基准源即第一基准源V_REF1相加后，运算结果输入至第一运算放大器303的同相输入端，同时反相输入端接地。也可以将所述检测电压V_sen进行反相后输入至第一运算放大器的303的同相输入端，同时反相输入端连接地一基准源V_REF1。

在该实施例中，采用运算放大器以及二极管组成的电路结构来根据电感电流信息即输出电流信息来确定输出负载的状态，从而根据不同的状态选择切换不同的控制模式来实现恒流或者恒压工作状态的切换。显然，根据上述实施例的教导，可以推知上述电路结构也可以相应的更换为由比较器以及相应的逻辑电路组成的反馈电路结构来实现，并且电感电流的检测可以根据电路检测精度等不同应用而通过不同的方式来实现。

图4图示为依据本发明的电感电流检测电路第一示例的电路原理图。在该示例中，通过由第一电阻R1和第一电容C1组成的低通滤波器401来检测次级电感L2的直流电阻DCR上的直流电压。其中第一电阻R1一端连接次级电感L2，另一端连接第一电容C1，第一电容C1的另一端接地，第一电容C1两端的电压作为次级电感L2输出的检测电压V_sen。设计时，第一电阻R1和第一电容C1优选为足够大。由于没有采用外加的检测电阻，因此提高了电路的工作效率。采用这种检测方法，次级电感L2输出的检测电压V_sen为如下式(2)计算得到，

|V_sen|＝|I₂|×DCR＝I_OUT×DCR (2)

其中，I₂为流过次级电感L2的平均电流，即开关电源的输出电流平均值I_OUT，DCR为次级电感L2本身的直流电阻。

对某些应用场合，如果电感直流电阻DCR值大于设计要求的电阻值，则可以一个电阻分压器来得到所需要的电压值。如图5所示，图示为依据本发明的电感电流检测电路第二示例的电路原理框图。在该实施例中，在图4所示的低滤波器401的基础上增加了第二电阻R2，作为分压电阻来减小次级电感L2输出的检测电压，其中第二电阻R2与第一电容呈并联连接，第二电阻R2两端的电压作为电感电流检测电路输出的检测电压V_sen。采用这种检测方法，次级电感L2输出的检测电压V_sen为如下式(3)计算得到，

| V_{sen} | = \frac{R_{2}}{R_{2} + R_{1}} \times DCR \times | I_{2} | = \frac{R_{2}}{R_{2} + R_{1}} \times DCR \times I_{OUT} - - - (3)

如果在某些应用场合中，次级电感L2的直流电阻DCR值过小，可以在次级电感L2接地回路上串联连接一阻值较小的精密检测电阻R_sen来增加需要的检测阻抗。参考图6，图示为依据本发明的电感电流检测电路第三示例的电路原理框图。在该示例中，在次级电感L2与地之间串联一精密检测电阻R_sen来检测流过次级电感L2的电流，并增加了一与次级电感L2和检测电阻R_sen回路并联连接的低通滤波器601。所述低通滤波器601由第三电阻R3和第二电容C2串联连接组成，其中第三电阻R3的一端连接次级电感L2，另一端连接第二电容C2，第二电容C2的另一端接地，第二电容C2两端的电压作为电感电流检测电路输出的检测电压V_sen。采用这种检测方法，次级电感L2输出的检测电压V_sen为如下式(4)计算得到，

|V_sen|＝|I₂|×(DCR+R_sen)＝I_OUT×(DCR+R_sen) (4)

图7所示为依据本发明第一实施例的开关电源中恒压/恒流输出控制方法，所述开关电源为单端初级电感拓扑结构的变换器，其包括PWM控制电路、功率开关器件、初级电感、次级电感以及位于初级电感和次级电感之间的耦合电容，包括以下步骤：

S701：利用第一反馈电路，检测开关电源中的次级电感的电流，并产生一表征所述开关电源的输出电流信息的第一误差放大信号；

S702：利用第二反馈电路，检测开关电源的输出电压，产生一表征所述开关电源的输出电压信息的第二误差放大信号；

S703：利用一切换控制电路，接收所述第一误差放大信号和第二误差放大信号；

S704：输出负载是否处于正常状态；

S705：如果接收到的第一误差放大信号和第二误差放大信号表征输出负载处于正常状态，则切换控制电路输出第一控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第一工作模式运行，输出一恒定的电压；

S706：如果接收到的第一误差放大信号和第二误差放大信号表征输出负载处于异常状态时，切换控制电路输出第二控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第二工作模式运行，输出一恒定的电流。

图8所示为依据本发明另一实施例的开关电源中恒压/恒流输出控制方法，包括以下步骤：

S801：利用第一反馈电路中的电感电流检测电路检测次级电感电流，产生一表征开关输出电流的输出信号；

S802：利用第一反馈电路的第一运算放大器，接收所述次级电感电流信息以及第一基准源，以产生所述第一误差放大信号；

S803：利用第二反馈电路的分压电阻电路检测输出电压；

S804：利用第二反馈电路中第二运算放大器接收所述输出电压信号和第二基准源信号，产生所述第二误差放大信号；

S805：利用一切换控制电路，接收所述第一误差放大信号和第二误差放大信号；

S806：第一误差放大信号是否大于第二误差放大信号；

S807：如果第一误差放大信号大于第二误差放大信号，则表示输出负载处于正常工作状态，此时切换控制电路输出第一控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第一工作模式运行，输出一恒定的电压；

S808：如果第一误差放大信号小于第二误差放大信号，则表示输出负载处于异常工作状态，此时切换控制电路输出第二控制信号至所述PWM控制电路，所述开关电源以第二工作模式运行，输出一恒定的电流。

图9所示为依据本发明实施例的开关电源中第一示例电感电流检测方法，包括以下步骤：

S901：将第一电阻一端连接至次级电感输入侧；

S902：将第一电容一端连接至所述第一电阻的另一端，第一电容的另一端接地；

S903：所述第一电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号与第一基准源一起输入至第一运算放大器。

其中第一电阻和第一电容组成一低通滤波器。采用这种方法，所述电感电流检测电路输出的检测电压信号为次级电感的直流电阻DCR承受的电压。

如果次级电感L2的直流电阻DCR过大，则可以增加一分压电阻来减小所述电感电流检测电路输出的检测电压信号。

图10所示为依据本发明实施例的开关电源中第二示例电感电流检测方法，包括以下步骤：

S1001：将第一电阻一端连接至次级电感输入侧；

S1002：将第一电容一端连接至所述第一电阻的另一端，第一电容的另一端接地；

S1003：将第二电阻与第一电容并联连接；

S1004：所述第二电阻两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号与第一基准源一起输入至第一运算放大器。

其中第二电阻作为分压电阻，来减小输出的检测电压。采用这种方法，电感电流检测电压为分压电阻分担的次级电感的直流电阻上的电压。

对于次级电感L2的直流电阻DCR过小的场合，可以在次级电感接地回路中串联一阻值较小的精密检测电阻R_sen来增加检测阻抗。

图11所示为依据本发明实施例的开关电源中第三示例电感电流检测方法，包括以下步骤：

S1101：将精密检测电阻串联在次级电感和地之间；

S1102：将第三电阻一端连接至次级电感输入侧；

S1103：将第二电容一端连接至所述第三电阻，另一端接地；

S1104：所述第二电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号与第一基准源一起输入至第一运放大器。

其中第三电阻和第二电容组成一低通滤波器，所述第二电容两端的电压作为电感电流检测电路输出的检测电压。

以上特定实施例通过图示和文字描述对本发明的具有恒压/恒流输出的开关电源及其控制方法进行了详细描述。这些实施例并不是完全详尽的，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据上述教导，可以做很多的修改和变化。例如，第一反馈电路中的电感电流检测方法可以采用其他类似的电路结构，以及第一反馈电路中的第一运算放大器、第二反馈电路中的第二运算放大器也可以替换为比较器和相应的逻辑电路来共同实现。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能最好地利用这个发明。修改的实施例同样也适用于预期的特定应用。本发明的范围为权利要求书全部范围以及其等效物。

Claims

1.一种具有恒压/恒流输出的开关电源，所述开关电源为单端初级电感拓扑结构的变换器，它包括PWM控制电路、功率开关器件、初级电感、次级电感以及位于初级电感和次级电感之间的耦合电容，其特征在于它还包括有：

2.根据权利要求1所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述第一反馈电路，进一步包括：电感电流检测电路和第一运算放大器，其中电感电流检测电路用以检测次级电感电流，从而得到一表征所述开关电源输出电流信息的检测电压信号，并与第一基准源一起输入至所述第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出作为所述第一误差放大信号。

3.根据权利要求2所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述电感电流检测电路进一步包括有：由第一电阻和第一电容组成的第一低通滤波器，其中第一电容的一端接地，第一电容的另一端与第二电阻的一端串联连接，第二电阻的另一端与次级电感连接，所述第一电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号。

4.根据权利要求3所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述电感电流检测电路进一步包括第二电阻，所述第二电阻一端接地，所述第二电阻的另一端连接至所述第一电阻和第一电容之间的连线上。

5.根据权利要求2所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述电感电流检测电路进一步包括有：一检测电阻和由第三电阻和第二电容组成的第二低通滤波器，其中所述检测电阻串联在所述次级电感和地之间，所述第三电阻一端与所述次级电感连接，所述第三电阻的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号。

6.根据权利要求1所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述第二反馈电路还包括有：分压电阻电路和第二运算放大器，所述分压电阻电路分别与开关电源输出端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端连接第二基准源，所述第二运算放大器的输出作为第二误差放大信号。

7.根据权利要求1所述的具有恒压/恒流输出的开关电源，其特征在于所述切换控制电路进一步包括有：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极一起连接至PWM控制电路，第一二极管的阴极连接至第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极连接至第二运算放大器的输出端。

8.一种开关电源的恒压/恒流输出控制方法，所述开关电源为单端初级电感拓扑结构的变换器，所述开关电源包括PWM控制电路、功率开关器件、初级电感、次级电感以及位于初级电感和次级电感之间的耦合电容，其特征在于所述的恒压/恒流输出控制方法包括以下步骤，

9.根据权利要求8所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于所述步骤1中进一步包括：

步骤1A：利用所述第一反馈电路中的电感电流检测电路检测流过次级电感的电流，从而得到一表征所述开关电源输出电流信息的检测电压信号；

步骤1B：利用第一反馈电路中的第一运算放大器接收第一基准源和所述检测电压信号，并将所述第一运算放大器的输出作为所述第一误差放大信号。

10.根据权利要求9所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于所述步骤1A中进一步包括，设置一由第一电阻和第一电容组成的第一低通滤波器，其中，第一电容的一端接地，第一电容的另一端与第二电阻的一端串联连接，第二电阻的另一端与次级电感连接，所述第一电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号。

11.根据权利要求10所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于，所述步骤1A进一步包括，与所述第一电容并联设置第二电阻。

12.根据权利要求9所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于，所述步骤1A进一步包括，在次级电感和地之间设置一检测电阻，并设置一由第三电阻和第二电容组成的第二低通滤波器，其中所述第三电阻一端与所述次级电感连接，所述第三电阻的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容两端的电压作为所述电感电流检测电路输出的检测电压信号。

13.根据权利要求8所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于所述步骤2进一步包括，利用由分压电阻电路和第二运算放大器组成的第二反馈电路产生所述第二误差放大信号，其中，所述分压电阻电路分别与开关电源输出端和第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端连接第二基准源，所述第二运算放大器的输出作为所述第二误差放大信号；

14.根据权利要求8所述的开关电源的恒压/恒流输出控制方法，其特征在于所述步骤3进一步包括，利用由第一二极管和第二二极管组成的切换控制电路来接收所述第一误差放大信号和所述第二误差放大信号，以来根据监测到的输出负载状态输出控制信号给所述PWM控制电路，其中所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极一起连接至PWM控制电路，第一二极管的阴极连接至第一运算放大器的输出端，第二二极管的阴极连接至第二运算放大器的输出端。