CN102570837B - 一种恒压恒流控制电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种恒压恒流控制电路及其控制方法，应用于一反激式变换器中，所述恒压恒流控制电路根据输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生恒压/恒流控制信号，以控制反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定。本发明的恒压恒流控制电路通过电路耦合控制方案以使只需一个电容就可实现恒压或恒流的控制，控制电路结构简单；并且，本发明通过设计电压反馈电路和电流反馈电路得到精确表征副边输出电压和输出电流信息的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号，控制精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种恒压恒流控制电路及其控制方法。
背景技术
随着电源行业的快速发展，采用恒压恒流控制的开关电源的应用也越来越广泛，其对控制电路的设计要求也越来越高，高性能、体积小且成本低成为电源制造商追求的最大目标。
图1所示为传统的一种副边控制的反激式变换器的恒压恒流控制装置，其通过取样电阻、光耦合器101和副边反馈控制电路102来实现对输出电压和输出电流的调整控制，所述取样电阻（包括电压取样电阻和电流取样电阻）用以对副边输出电压和输出电流进行取样，并通过光耦合器101反馈至副边反馈控制电路102，所述副边反馈控制电路102根据接收的反馈信号来控制反激式变换器主电路开关管QM的开关动作，从而调整其输出电压和输出电流，以达到恒压恒流的目的。这种电路最大的不足在于其功耗较高，其采用副边反馈控制电路所需的反馈元件多，并且需要光耦合器来传递信号，导致成本提高。
图2所示为现有的一种原边控制的反激式变换器的恒压恒流控制装置，所述反激式变换器包括原边绕组NP、副边绕组NS及辅助绕组NT，还包括控制原边传输能量的主电路开关管QM，电流感应电阻Rs和分压电阻R11、R22以及集成电路控制单元201，其中，所述辅助绕组NT和所述副边绕组NS相互关联，由此获得输出电压信息，所述输出电压信息经分压电阻R11、R22分压后得到表征副边输出电压的信号VS，并以此作为副边输出电压反馈信号VFB；电流感应电阻Rs用以感应原边电流Is并经换算后得到表征副边输出电流的信号，并以此作为副边输出电流反馈信号IFB。所述集成电路控制单元201接收所述输出电压反馈信号VFB和输出电流反馈信号IFB，并据此控制所述主开关管QM的开关信号的占空比，从而实现副边恒压恒流的输出。
上述图2中所示的恒压恒流控制装置虽然在体积和成本上有所降低，但是，在反激式变换器工作过程中，当副边绕组NS放电至电流降为零时，所述辅助绕组NT上的耦合电压会陡降，因此，由辅助绕组NT反馈得到的输出电压反馈信号VFB并不能精确的跟随实际变换器输出电压的变化，甚至可能会出现较大的偏差，导致这种反馈控制不够准确。另外，现有集成电路控制单元实现较为复杂，如其恒压控制回路和恒流控制回路仍各自需要外部补偿电路进行控制调节，电路元器件较多。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种恒压恒流控制电路及其控制方法，其通过选择控制电路来切换使所述反激式变换器进入恒压或恒流工作模式，并且，在对恒压或恒流控制的过程中，只采用了一个补偿电路就达到既实现恒压控制也实现恒流控制的目的，电路结构更加简单；并且本发明通过设计电压反馈电路和电流反馈电路以得到精确表征副边输出电压和输出电流信息的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号，提高了控制的精确度。
本发明所述的一种恒压恒流控制电路，应用于一反激式变换器，所述恒压恒流控制电路根据所述反激式变换器的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生一恒压/恒流控制信号，所述恒压/恒流控制信号用以控制反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定，所述恒压恒流控制电路包括电流控制电路、电压控制电路、选择控制电路和PWM控制电路，其中，
所述电流控制电路，用以计算接收到的所述输出电流反馈信号与一第一基准电流之间的误差，以获得一误差信号；其中，所述输出电流反馈信号通过检测原边电流并根据一计时信号对检测到的所述原边电流进行采样保持、斩波、滤波处理后产生；
所述电压控制电路，接收所述输出电压反馈信号和一第一基准电压，并将所述输出电压反馈信号和所述第一基准电压进行比较，以产生一第一控制信号；
所述选择控制电路与所述电流控制电路和电压控制电路连接，用以接收所述误差信号和第一控制信号，且所述选择控制电路根据所述第一控制信号来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行；
当所述反激式变换器以第一工作模式运行时，所述选择控制电路根据所述误差信号产生一恒压控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电压维持恒定；
当所述反激式变换器以第二工作模式运行时，所述选择控制电路根据所述误差信号产生一恒流控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
进一步的，所述电流控制电路包括第一跨导放大器，所述第一跨导放大器的同相输入端接收所述第一基准电流，反相输入端接收所述输出电流反馈信号，输出端输出所述误差信号。
进一步的，所述电压控制电路包括第一比较器和第一逻辑控制电路，
所述第一比较器的同相输入端接收所述第一基准电压，反相输入端接收所述输出电压反馈信号，所述第一比较器的输出端输出一第一中间信号；
所述第一逻辑控制电路与所述第一比较器连接以接收所述第一中间信号，并由所述PWM控制信号作为其时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号产生所述第一控制信号。
进一步的，所述选择控制电路包括第一开关管、第二开关管、放电电路和第一电容，
所述第一开关管的第一输入端接收所述误差信号，其第二输入端连接至所述第二开关管的第一输入端，所述第一开关管的控制端接收所述第一控制信号；
所述第二开关管的控制端接收一与所述第一控制信号逻辑相反的信号，所述第二开关管的第二输入端通过所述放电电路连接至地；
所述第一电容的一端连接至所述第一开关管与第二开关管的公共连接点，另一端接地，所述第一电容的两端电压为所述恒压/恒流控制信号。
优选的，所述放电电路为恒定电阻、可变电阻、恒定电流源或一可变电流源中的任意一个。
优选的，所述放电电路根据所述输出电压反馈信号控制所述放电电路的放电电流。
进一步的，所述的恒压恒流控制电路进一步包括一电压反馈电路，所述电压反馈电路包括一消隐电路、第三开关管、第四开关管、第一电阻和第二电容；其中，
所述消隐电路由所述PWM控制信号驱动，在所述PWM控制信号的每个下降沿时刻产生一消隐信号；所述消隐信号用以控制所述第三开关管的开关状态；
所述第一电阻的一端接收表征所述反激式变换器的副边输出电压的信号，另一端依次与所述第四开关管、第二电容串联后接地；所述第三开关管与所述第一电阻并联连接；其中，所述第四开关管由一计时信号控制其开关状态；
所述第四开关管与所述第二电容的公共连接端作为所述电压反馈电路的输出端，以获得所述输出电压反馈信号。
进一步的，所述恒压恒流控制电路进一步包括电流反馈电路，所述电流反馈电路包括采样保持电路、缓冲电路、由第五开关管和第六开关管组成的斩波电路和滤波电路；其中；
表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号经过所述采样保持电路和缓冲电路后，得到其峰值放大信号；
所述由第五开关管和第六开关管组成的斩波电路接收所述峰值放大信号，并进行斩波处理，以在所述第五开关管和第六开关管的公共连接端输出一斩波信号；其中，所述第五开关管由一计时信号控制其开关状态，所述第六开关管由一与所述计时信号逻辑相反的信号控制其开关状态；
所述滤波电路接收所述斩波信号并进行滤波处理后输出表征所述反激式变换器的副边输出电流的所述输出电流反馈信号。
进一步的，所述恒压恒流控制电路，进一步包括一计时电路，所述计时电路对所述反激式变换器的副边绕组的放电时间进行计时，并输出一计时信号。
本发明所述的一种恒压恒流控制方法，应用于一反激式变换器，其根据所述反激式变换器的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生一恒压/恒流控制信号，所述恒压/恒流控制信号用以控制所述反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定，包括以下步骤：
S1：计算所述输出电流反馈信号与一第一基准电流之间的误差，以获得一误差信号；其中，所述输出电流反馈信号通过检测原边电流并根据一计时信号对检测到的所述原边电流进行采样保持、斩波、滤波处理后产生；
S2：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，以获得一第一控制信号；
S3:根据所述第一控制信号来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行：
当所述反激式变换器以第一工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒压控制信号，并根据所述恒压控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电压维持恒定；
当所述反激式变换器以第二工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒流控制信号，并根据所述恒流控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
进一步的，在上述步骤S2中，进一步包括：
S2A：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，产生一第一中间信号；
S2B：接收第一中间信号，并以所述PWM控制信号作为时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号产生所述第一控制信号。
优选的，采样表征所述反激式变换器的副边输出电压的信号，并进行保持调整处理，以获得所述输出电压反馈信号。
优选的，采样表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号，并进行放大、斩波和滤波处理，以获得表征副边输出电流的所述输出电流反馈信号。
依照以上技术方案实现的一种恒压恒流控制电路，其可以达到的有益效果有：采用原边控制方案，其电路元器件更少，成本低；在恒压和恒流控制过程中，只需一个补偿电容，电路结构简单、难度小；采用一可变电流源进行放电，以使放电电流与输出电压反馈信号成一定比例关系，提高了瞬态响应速度；恒压恒流控制精确，其通过电压反馈电路和电流反馈电路的调整，使得输出电压反馈信号和输出电流反馈信号能更精确地表征实际电路输出的信息，精确度更好。
附图说明
图1所示为传统的一种副边控制的反激式变换器的恒压恒流控制装置；
图2所示为现有的一种原边控制的反激式变换器的恒压恒流控制装置；
图3所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第一实施例的电路图；
图4所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第二实施例的电路图；
图5所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第三实施例的电路图；
图6A所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的电压反馈电路的一实施例的电路图；
图6B所示为图6A所示的电压反馈电路的工作波形图；
图7A所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的电流反馈电路的一实施例的电路图；
图7B所示为图7A所示的电流反馈电路的工作波形图；
图8所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的计时电路的一实施例的电路图；
图9所示为依据本发明的一种恒压恒流控制方法的一实施例的流程框图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，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。
参考图3，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第一实施例的电路图，图3所示的恒压恒流控制电路应用于一反激式变换器中，所述反激式变换器包括有一功率级电路，所述功率级电路包含有原边绕组NP、副边绕组NS及辅助绕组NT，还包括控制原边传输能量的主开关管QM，电流感应电阻Rs和分压电阻R11、R22等。所述恒压恒流控制电路接收所述反激式变换器的功率级电路的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号，并产生一恒压/恒流控制信号来控制功率级电路中主开关管QM的开关信号的占空比，使所述反激式变换器的输出电压Vout或输出电流Iout维持恒定。
在图3所示的恒压恒流控制电路的第一实施例中，所述恒压恒流控制电路包括电流控制电路301、电压控制电路302、选择控制电路303和PWM控制电路304，还包括电压反馈电路305、电流反馈电路306和计时电路307。本发明实施例中采用电压反馈电路305和电流反馈电路306来对表征副边输出电压的信号和表征原边输出电流的信号进行调整处理以获得能精确表征所述变换器输出电压和输出电流变化的输出电压反馈信号VFB和输出电流反馈信号IFB。因此，与图2所示的采用原边控制的解决方案相比，本发明的实施例能更精确的跟随所述变换器实际输出电压和输出电流的变化情况，准确度更高。电压反馈电路305和电流反馈电路306的具体工作过程和技术效果将在后续文段中作进一步详细描述。
如图3所示，所述电流控制电路301用以计算接收到的所述输出电流反馈信号IFB与一第一基准电流Iref之间的误差，以获得一误差信号Verr；所述电压控制电路302，接收所述输出电压反馈信号VFB和一第一基准电压Vref，并将所述输出电压反馈信号VFB和所述第一基准电压Vref进行比较，以产生一第一控制信号Vctrl1；所述选择控制电路303与所述电流控制电路301和电压控制电路302连接，用以接收所述误差信号Verr和第一控制信号Vctrl1，且所述选择控制电路303根据所述第一控制信号Vctrl1来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行。当所述第一控制信号Vctrl1为一具有一定占空比的脉冲信号时，所述选择控制电路301选择控制所述反激式变换器以第一工作模式运行，即恒压工作模式，此时，所述选择控制电路303根据所述误差信号Verr产生一恒压控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号控制所述主开关管QM的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压Vout维持恒定。当所述第一控制信号Vctrl1一直处于高电平状态时，所述选择控制电路303选择控制所述反激式变换器以第二工作模式运行，即恒流工作模式，此时，所述选择控制电路303根据所述误差信号Verr产生一恒流控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号控制所述主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
参考图4，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第二实施例的电路图，在图3所示实施例的基础上详细描述了所述电流控制电路、电压控制电路和选择控制电路的一种具体实现方法和工作过程。在该实施例中，所述电流控制电路包括第一跨导放大器401，所述第一跨导放大器401的同相输入端接收所述第一基准电流Iref，反相输入端接收所述输出电流反馈信号IFB，输出端输出所述误差信号Verr。所述电压控制电路包括第一比较器402和第一逻辑控制电路403，所述第一比较器402的同相输入端接收所述第一基准电压Vref，反相输入端接收所述输出电压反馈信号VFB，所述第一比较器402的输出端输出一第一中间信号Vsig-1。所述第一逻辑控制电路403与所述第一比较器402连接以接收所述第一中间信号Vsig-1，并由所述PWM控制信号作为其时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号Vsig-1产生所述第一控制信号Vctrl1。在本实施例中，第一逻辑控制电路403包括一D触发器，其D输入端接收所述第一中间信号Vsig-1，CLK端接收所述PWM控制信号作为其时钟信号，因此，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，所述第一逻辑控制电路403根据所述第一中间信号Vsig-1产生所述第一控制信号Vctrl1。
所述选择控制电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、放电电路404和第一电容C1。所述第一开关管Q1的第一输入端接收所述误差信号Verr，其第二输入端连接至所述第二开关管Q2的第一输入端，所述第一开关管Q1的控制端接收所述第一控制信号Vctrl1；所述第二开关管Q2的控制端接收一与所述第一控制信号逻辑相反的信号所述第二开关管Q2的第二输入端通过所述放电电路404连接至地；所述第一电容C1的一端连接至所述第一开关管Q1与第二开关管Q2的公共连接点A，另一端接地，所述第一电容C1的两端电压为所述恒压/恒流控制信号Vcomp。其中所述放电电路404的放电时间可以为恒定的，也可以为可变的，其实现形式可以为恒定电阻或可变电阻，也可以为一恒定电流源或可变电流源。
工作过程中，当所述第一控制信号Vctrl1为一具有一定占空比的脉冲信号时，其表征所述反激式变换器的负载处于正常负载或轻载状态，此时有，当所述输出电压反馈信号VFB高于所述第一基准电压Vref时，所述第一比较器402输出的所述第一中间信号Vsig-1为低电平，所述第一控制信号Vctrl1相应的也保持低电平状态；当所述输出电压反馈信号VFB小于所述第一基准电压Vref时，所述第一比较器402输出的所述第一中间信号Vsig-1跳变为高电平，此时，所述第一控制信号Vctrl1根据所述PWM控制信号来判断是否跳变为高电平，在所述PWM控制信号的上升沿到来时，所述第一控制信号Vctrl1才跳变为高电平，此后依次类推，由此推知所述第一控制信号Vctrl1为具有一定占空比的脉冲信号，因此所述选择控制电路控制所述反激式变换器进入第一工作模式，即恒压工作模式，其恒压控制过程如下：当所述输出电压反馈信号VFB高于所述第一基准电压Vref，所述第一控制信号Vctrl1为低电平状态时，所述第一开关管Q1保持关断状态，而第二开关管Q2保持导通状态，所述第一电容C1通过所述放电电路404进行放电，从而所述恒压控制信号Vcomp_v减小，相应的所述PWM控制信号的占空比随之减小，所述输出电压反馈信号VFB随之减小；当所述输出电压反馈信号VFB小于所述第一基准电压Vref，且当所述第一控制信号Vctrl1跳变为高电平后，所述第一开关管Q1导通，而第二开关管Q2关断，所述第一电容C1接收所述误差信号Verr根据输出电流反馈信号IFB的大小进行充电，所述恒压控制信号Vcomp_v增大，相应的所述PWM控制信号的占空比随之增大，所述输出电压反馈信号VFB随之增大，以此往复，以保证所述功率级电路的输出电压保持恒定。
当第一控制信号Vctrl1一直处于高电平状态时，其表征所述反激式变换器的负载处于异常状态时，如重载，此时有，所述输出电压反馈信号VFB会一直小于所述第一基准电压Vref，所述第一中间信号Vsig-1一直为高电平，所述第一控制信号Vctrl1也一直处于高电平状态；相应地，所述第一开关管Q1一直保持导通，而第二开关管Q2一直保持关断，因此所述选择控制电路控制所述反激式变换器进入第二工作模式，即恒流工作模式，其恒流控制过程如下：当功率级电路的输出电流变化时，输出电流反馈信号IFB随之发生变化，所述误差信号Verr相应增大或减小，其对所述第一电容C1的充电电流相应增大或减小，因此所述恒流控制信号Vcomp_I相应增大或减小，以调整所述PWM控制信号的占空比使功率级电路的输出电流保持恒定。
参考图5，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路的第三实施例的电路图；在图4所示实施例的基础上，详细阐述了选择控制电路中放电电路的一种具体实现方式。在该实施例中，所述输出电压反馈信号对放电电流的控制通过一压控电流源504来实现，进一步的所述放电电路还可以包括一电流镜电路505。
其中所述压控电流源504包括第二比较器504-1、第三电容C3、第二电阻R2和第七开关管Q7。所述第二比较器504-1的同相输入端接收一与所述输入电压反馈信号VFB和第一基准电压Vref的差值成比例的信号k(VFB-Vref)，其中k为比例系数。所述第二比较器504-1的输出端连接至所述第七开关管Q7的控制端，所述第七开关管的第二输出端通过所述第二电阻R2连接至地，其与所述第二电阻R2的公共连接点连接至所述第二比较器504-1的反相输入端。所述第三电容C3的一端连接至所述第二比较器504-1与第七开关管Q7的公共连接点，另一端接地。
所述第七开关管Q7的第一输出端输出的电流I'的大小为所述电流I'经过电流镜电路505中的第一电流镜放大n倍后，再经过第二电流镜放大m倍，最终所述电流镜电路505输出的电流I作为所述第一电容C1的放电电流，所述电流I的大小为η(VFB-Vref)，其中
由图5所示实施例可以看出，所述放电电路为一可变电流源，其根据所述输出电压反馈信号和第一基准电压的差值的大小而输出一成比例的放电电流，从而使所述第一电容C1的放电时间随输出电压反馈信号VFB的变化而变化，提高了所述恒压恒流控制电路的瞬态响应速度。
在图3、图4和图5所示的实施例中，可以推知，所述恒压恒流控制电路通过选择控制电路来切换使所述反激式变换器进入不同的工作模式，以实现恒压或者恒流的控制，并且，在对恒压或恒流控制的过程中，只采用了一个补偿电容就既能实现恒压的控制，也能实现恒流的控制，电路结构更加简单。显然，根据上述实施例的教导，可以推知电流控制电路、电压控制电路、选择控制电路和放电电路也可以由能实现相同功能的其他电路结构来替代，恒压恒流控制电路中的第一开关管和第二开关管可以为MOSFET晶体管或者其他合适的开关管。
正如背景技术中提到，在所述反激式变换器的工作过程中，当主开关管QM关断后，副边绕组Ns开始放电，同时，关联辅助绕组NT的电压也会慢慢下降，因此所述采样的电压信号会逐渐减小，当副边绕组放电完成瞬间，采样的电压信号Vs会发生陡降，可能会带来较大的误差。因此有必要对副边采样的电压信号和电流信号进行调整，以便能更精确的表征输出电压和输出电流变化信息。在实际应用中，可以加入电压反馈电路和电流反馈电路对采样到的输出电压信号和输出电流信号进行调整，以得到所述输出电压反馈信号和输出电流反馈信号。下面通过图6和图7所示实施例详细说明电压反馈电路和电流反馈电路的具体实现方式。
参考图6A，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的电压反馈电路的一实施例的电路图；所述电压反馈电路包括消隐电路601、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电阻R1和第二电容C2；其中所述消隐电路601由所述PWM控制信号驱动，在所述PWM控制信号的每个下降沿时刻产生一消隐信号Tb；所述消隐信号Tb用以控制所述第三开关管Q3的开关状态。所述第一电阻R1的一端接收表征所述反激式变换器的副边输出电压的信号Vs，另一端依次与所述第四开关管Q4、第二电容C2串联至地；所述第三开关管Q3与所述第一电阻R1并联连接；其中，所述第四开关管Q4由一计时信号Tdis控制其开关状态。所述第四开关管Q4与所述第二电容C2的公共连接端作为所述电压反馈电路的输出端，以获得所述输出电压反馈信号VFB。
以下结合图6B所示的图6A中的电压反馈电路的工作波形图详细说明所述电压反馈电路的工作过程。在所述PWM控制信号的下降沿时刻，所述反激式变换器的副边绕组开始放电，此时，所述消隐电路501产生的消隐信号Tb为高电平，控制所述第三开关管Q3导通，同时在所述副边绕组开始放电时，所述计时信号Tdis也为高电平，控制所述第四开关管Q4导通。因此所述输出电压反馈信号VFB跟随所述信号Vs的变化。其中，所述消隐信号Tb要保证所述第三开关管Q3由足够的导通时间以对所述信号Vs精确取样，并尽可能地消除由于副边绕组放电时产生的扰动，所述消隐信号Tb的持续时间为一经验值，一般取1us-2us。随着放电时间的延长，所述信号Vs逐渐减小，在所述反激式变换器的副边绕组放电完成的瞬间，所述信号Vs陡降，但由于此时所述消隐信号Tb已为低电平状态，所述第三开关管Q3关断，由于所述第一电阻R1和所述第二电容C2组成的延迟电路的作用，所述输出电压反馈信号VFB并没有快速跌落。在所述副边绕组放电完成时，所述计时信号Tdis变为低电平，控制所述第四开关管Q4关断，此时所述输出电压反馈信号VFB即为所述第二电容C2的两端电压，故保持稳定不变。
由图6A所示实施例可以看出，利用本实施例中的电压反馈电路对表征副边输出电压的信号进行调整，在原边绕组充电的时间内，即使辅助绕组的电压为零，即表征副边输出电压的信号为零，所述输出电压反馈信号仍保持在较稳定的电压值上，并能够精确地反映输出电压的变化情况，不会产生较大误差。
参考图7A，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的电流反馈电路的一实施例的电路图；所述电流反馈电路包括采样保持电路701、缓冲电路702、由第五开关管Q5和第六开关管Q6组成的斩波电路和RC滤波电路703；其中；表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号Is经过所述采样保持电路701和缓冲电路702后，得到其峰值放大信号VIP；所述由第五开关管Q5和第六开关管Q6组成的斩波电路接收所述峰值放大信号VIP，并进行斩波处理，以在所述第五开关管Q5和第六开关管Q6的公共连接端输出一斩波信号Vz；其中，所述第五开关管Q5由所述计时信号Tdis控制其开关状态，所述第六开关管由一与所述计时信号逻辑相反的信号控制其开关状态；所述滤波电路703接收所述斩波信号并进行滤波处理后输出表征副边输出电流的所述输出电流反馈信号IFB。
以下结合图7B所示的图7A中的电流反馈电路的工作波形图详细说明所述电流反馈电路的工作过程。如图7B中所示，表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号Is在所述PWM信号上升沿时刻开始增大，在所述PWM信号跳变为低电平时发生陡降，所述采样保持电路701接收所述信号Is，并检测其峰值信号进行保持。所述缓冲电路702进一步对所述峰值信号进行缓冲放大处理，并输出所述峰值放大信号VIP；其中缓冲电路702的缓冲放大倍数为根据电路的需要自行设计，本实施例中为达到最优技术效果，放大倍数设为3倍。由第五开关管Q5和第六开关管Q6组成的斩波电路接收所述峰值放大信号VIP，利用所述计时信号控制所述第五开关管Q5和第六开关管Q6的开关状态，如图7B中所示根据所述计时信号Tdis的波形可推知所述斩波电路输出的斩波信号Vz如图7B所示，所述斩波信号Vz经过RC滤波电路703的滤波后得到比较平滑的输出电流反馈信号IFB。
参考图8，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制电路中的计时电路的一实施例的电路图；所述计时电路对所述反激式变换器的副边绕组的放电时间进行计时，并输出一计时信号Tdis；所述计时电路包括第三比较器801、第一与门802和第二逻辑控制电路803；其中，
所述第三比较器801的同相输入端接收所述输出电压反馈信号VFB，其反相输入端接收表征所述反激变换器的副边输出电压的信号Vs；其输出端输出一第二中间信号Vsig-2；其中所述第三比较器801的反相输入端具有一失调电压Vos，可根据实际情况确定所述失调电压Vos的数值，如100mV。所述第一与门802接收所述第二中间信号Vsig-2和一与所述消隐信号逻辑相反的信号并输出一第三中间信号Vsig-3；所述第二逻辑控制电路803接收所述第三中间信号Vsig-3和PWM控制信号：当所述第三中间信号Vsig-3有效时，所述第二逻辑控制电路输出的计时信号Tdis为低电平状态；当所述第三中间信号Vsig-3无效时，在所述PWM控制信号的下降沿时刻，所述第二逻辑控制电路输出的计时信号Tdis跳变高电平状态。在本实施例中所述第二逻辑控制电路803由一D触发器实现，所述D触发器的D输入端连接至一输入电源VDD，即始终保持高电平；其R输入端接收所述第三中间信号Vsig-3，所述PWM控制信号通过一反相器反相后输入至所述D触发器的CLK端作为其时钟信号，所述D触发器的输出即为所述计时信号Tdis。
所述计时电路的具体工作过程为：在所述反激式变换器的副边绕组的放电的初始时刻，即所述PWM控制信号的下降沿时刻，所述输出电压反馈信号VFB与所述信号Vs的差值小于所述第三比较器801的失调电压，所述第三比较器801输出的第二中间信号Vsig-2跳变为低电平并输入至所述与门802，所述与门802输出的第三中间信号Vsig-3为低电平状态，在所述PWM信号的下降沿时刻到来时，即所述D触发器的时钟信号的上升沿时刻，所述D触发器输出的计时信号Tdis跳变高电平。在所述反激式变换器的副边绕组的放电结束后，此时所述输出电压反馈信号VFB与所述信号Vs的差值大于所述第三比较器801的失调电压，所述第三比较器801输出的第二中间信号Vsig-2跳变为高电平，而此时与所述消隐信号逻辑相反的信号已变为高电平，此时所述与门802输出的第三中间信号Vsig-3为高电平状态，根据所述D触发器的工作原理，其输出的计时信号Tdis跳变为低电平状态。
由以上过程产生的计时信号Tdis在所述反激式变换器的副边绕组的放电时间内保持有效状态，在所述反激式变换器的副边绕组的放电结束后保持无效状态，由此可利用所述计时信号Tdis控制上述电压反馈电路中第四开关管Q4和电流反馈电路中第五开关管Q5和第六开关管Q6的开关状态。图8所示为计时电路的一种具体实现方式，本领域技术人员可以，所述计时电路也可以由其他能实现相同功能的电路等同替换。
参考图9，所示为依据本发明的一种恒压恒流控制方法的一实施例的流程框图；其应用于一反激式变换器，其根据所述反激式变换器的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生一恒压/恒流控制信号，所述恒压/恒流控制信号用以控制所述反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定，包括以下步骤：
S901：计算所述输出电流反馈信号与一第一基准电流之间的误差，以获得一误差信号；
S902：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，以获得一第一控制信号；
S903:根据所述第一控制信号来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行：
当所述反激式变换器以第一工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒压控制信号，并根据所述恒压控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电压维持恒定；
当所述反激式变换器以第二工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒流控制信号，并根据所述恒流控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
在上述步骤S902中，进一步包括以下步骤：
S902A：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，产生一第一中间信号；
S902B：接收第一中间信号，并以所述PWM控制信号作为时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号产生所述第一控制信号。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更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很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (13)
1.一种恒压恒流控制电路，应用于一反激式变换器，所述恒压恒流控制电路根据所述反激式变换器的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生一恒压/恒流控制信号，所述恒压/恒流控制信号用以控制反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定，其特征在于，所述恒压恒流控制电路包括电流控制电路、电压控制电路、选择控制电路和PWM控制电路，其中，
所述电流控制电路，用以计算接收到的所述输出电流反馈信号与一第一基准电流之间的误差，以获得一误差信号；其中，所述输出电流反馈信号产生过程为：检测原边电流，对检测到的所述原边电流进行采样保持，利用一表征所述反激式变换器的副边绕组放电时间的计时信号对采样保持后的电流信号进行斩波处理，之后对经斩波后的电流信号进行滤波处理以产生所述输出电流反馈信号；
所述电压控制电路，接收所述输出电压反馈信号和一第一基准电压，并将所述输出电压反馈信号和所述第一基准电压进行比较，以产生一第一控制信号；
所述选择控制电路与所述电流控制电路和电压控制电路连接，用以接收所述误差信号和第一控制信号，且所述选择控制电路根据所述第一控制信号来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行；
当所述反激式变换器以第一工作模式运行时，所述选择控制电路根据所述误差信号产生一恒压控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电压维持恒定；
当所述反激式变换器以第二工作模式运行时，所述选择控制电路根据所述误差信号产生一恒流控制信号，并传输至所述PWM控制电路，所述PWM控制电路产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
2.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，所述电流控制电路包括第一跨导放大器，所述第一跨导放大器的同相输入端接收所述第一基准电流，反相输入端接收所述输出电流反馈信号，输出端输出所述误差信号。
3.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，所述电压控制电路包括第一比较器和第一逻辑控制电路，
所述第一比较器的同相输入端接收所述第一基准电压，反相输入端接收所述输出电压反馈信号，所述第一比较器的输出端输出一第一中间信号；
所述第一逻辑控制电路与所述第一比较器连接以接收所述第一中间信号，并由所述PWM控制信号作为其时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号产生所述第一控制信号。
4.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，所述选择控制电路包括第一开关管、第二开关管、放电电路和第一电容，
所述第一开关管的第一输入端接收所述误差信号，其第二输入端连接至所述第二开关管的第一输入端，所述第一开关管的控制端接收所述第一控制信号；
所述第二开关管的控制端接收一与所述第一控制信号逻辑相反的信号，所述第二开关管的第二输入端通过所述放电电路连接至地；
所述第一电容的一端连接至所述第一开关管与第二开关管的公共连接点，另一端接地，所述第一电容的两端电压为所述恒压/恒流控制信号。
5.根据权利要求4所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，所述放电电路为恒定电阻、可变电阻、恒定电流源或一可变电流源中的任意一个。
6.根据权利要求4所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，所述放电电路根据所述输出电压反馈信号控制所述放电电路的放电电流。
7.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，进一步包括一电压反馈电路，所述电压反馈电路包括一消隐电路、第三开关管、第四开关管、第一电阻和第二电容；其中
所述消隐电路由所述PWM控制信号驱动，在所述PWM控制信号的每个下降沿时刻产生一消隐信号；所述消隐信号用以控制所述第三开关管的开关状态；
所述第一电阻的一端接收表征所述反激式变换器的副边输出电压的信号，另一端依次与所述第四开关管、第二电容串联后接地；所述第三开关管与所述第一电阻并联连接；其中，所述第四开关管由一计时信号控制其开关状态；
所述第四开关管与所述第二电容的公共连接端作为所述电压反馈电路的输出端，以获得所述输出电压反馈信号。
8.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，进一步包括电流反馈电路，所述电流反馈电路包括采样保持电路、缓冲电路、由第五开关管和第六开关管组成的斩波电路和滤波电路；其中，
表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号经过所述采样保持电路和缓冲电路后，得到其峰值放大信号；
所述由第五开关管和第六开关管组成的斩波电路接收所述峰值放大信号，并进行斩波处理，以在所述第五开关管和第六开关管的公共连接端输出一斩波信号；其中，所述第五开关管由一计时信号控制其开关状态，所述第六开关管由一与所述计时信号逻辑相反的信号控制其开关状态；
所述滤波电路接收所述斩波信号并进行滤波处理后输出表征所述反激式变换器的副边输出电流的所述输出电流反馈信号。
9.根据权利要求1所述的恒压恒流控制电路，其特征在于，进一步包括一计时电路，所述计时电路对所述反激式变换器的副边绕组的放电时间进行计时，并输出一计时信号。
10.一种恒压恒流控制方法，应用于一反激式变换器，其根据所述反激式变换器的输出电压反馈信号和输出电流反馈信号来产生一恒压/恒流控制信号，所述恒压/恒流控制信号用以控制所述反激式变换器中主开关管的开关信号的占空比，以保证所述反激式变换器的输出电压或输出电流维持恒定，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算所述输出电流反馈信号与一第一基准电流之间的误差，以获得一误差信号；其中，所述输出电流反馈信号产生过程为：检测原边电流，对检测到的所述原边电流进行采样保持，利用一表征所述反激式变换器的副边绕组放电时间的计时信号对采样保持后的电流信号进行斩波处理，之后对经斩波后的电流信号进行滤波处理以产生所述输出电流反馈信号；
S2：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，以获得一第一控制信号；
S3:根据所述第一控制信号来选择控制所述反激式变换器以第一工作模式或第二工作模式运行：
当所述反激式变换器以第一工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒压控制信号，并根据所述恒压控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电压维持恒定；
当所述反激式变换器以第二工作模式运行时，根据所述误差信号产生一恒流控制信号，并根据所述恒流控制信号产生PWM控制信号以控制所述主开关管的开关信号的占空比，从而保证所述反激式变换器的输出电流维持恒定。
11.根据权利要求10所述的一种恒压恒流控制方法，其特征在于，在上述步骤S2中，进一步包括：
S2A：比较所述输出电压反馈信号与一第一基准电压，产生一第一中间信号；
S2B：接收第一中间信号，并以所述PWM控制信号作为时钟信号，在所述PWM控制信号的每个上升沿时刻，根据所述第一中间信号产生所述第一控制信号。
12.根据权利要求10所述的一种恒压恒流控制方法，其特征在于，采样表征所述反激式变换器的副边输出电压的信号，并进行保持调整处理，以获得所述输出电压反馈信号。
13.根据权利要求10所述的一种恒压恒流控制方法，其特征在于，采样表征所述反激式变换器的原边输出电流的信号，并进行放大、斩波和滤波处理，以获得表征副边输出电流的所述输出电流反馈信号。
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