CN105375777A - 恒压输出电路、反激开关电源及其电子设备 - Google Patents

恒压输出电路、反激开关电源及其电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种恒压输出电路，所述恒压输出电路包括电源电路、LM-FOT控制电路、开关电路、变压器；所述电源电路的输出端分别与所述LM-FOT控制电路的第一输入端、所述变压器原边绕组的一端连接；所述LM-FOT控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述LM-FOT控制电路的第二输入端与所述开关电路的输出端连接；所述开关电路的输入端与所述变压器原边绕组的另一端连接；所述变压器副边绕组的一端用于输出恒压信号。所述LM-FOT控制电路根据AC输入电压及电源电路输出的电压信号控制所述开关电路的固定关断时间，实现整个恒压输出电路的恒压输出功能。本发明还公开了一种反激开关电源及其电子设备。本发明省去了高压电解电容，提高了电源功率因素，节省了电能。

Description

恒压输出电路、反激开关电源及其电子设备
技术领域
本发明涉及电源电路领域，特别涉及恒压输出电路、反激开关电源及其电子设备。
背景技术
目前大多数反激开关电源采用PWM控制的工作方式实现恒压输出。由于传统的PWM控制是固定频率的峰值电流控制，当占空比大于50％，输入电压一定且负载条件一定时，虽然电感峰值检测电流是恒定的，但是电感电流会出现一个扰动ΔI0，导致下一周期更大的扰动ΔI1，形成了电流震荡造成系统输出电压不稳定。因此，生产所述反激开关电源都需要高压电解电容对整流后的电压进行滤波，以使反激开关电源输出的电压稳定。
该高压电解电容会使电路中电流超前电压，导致电流电压不能同相位供电，造成电能浪费。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种恒压输出电路、反激开关电源及其电子设备。旨在省去高压电解电容后，实现所述恒压输出电路稳定输出恒压信号的功能。
为实现上述目的，本发明提供了一种恒压输出电路，所述恒压输出电路包括电源电路、LM-FOT(Line-modulatedFixed-Off-Time，线电压调制固定关断时间)控制电路、开关电路、变压器；
所述电源电路的输出端分别与所述LM-FOT控制电路的第一输入端、所述变压器的原边绕组的一端连接；所述LM-FOT控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述LM-FOT控制电路的第二输入端与所述开关电路的输出端连接；所述开关电路的输入端与所述变压器的原边绕组的另一端连接；所述变压器的副边绕组的一端为所述恒压输出电路的输出端，所述变压器的副边绕组的另一端接地；所述LM-FOT控制电路根据电源电路输出的电压信号控制所述开关电路的固定关断时间，实现整个恒压输出电路的恒压输出。
优选的，所述恒压输出电路还包括采样电路；所述采样电路的信号采集端与所述电源电路的输出端连接，所述采样电路的采样信号输出端与所述LM-FOT控制电路的第一输入端连接。
优选的，所述恒压输出电路还包括恒压反馈电路；所述恒压反馈电路的输入端与所述恒压输出电路的输出端连接，所述恒压反馈电路的输出端与所述LM-FOT控制电路的反馈端连接。
优选的，所述恒压输出电路还包括稳压电路；所述稳压电路的一端与所述变压器的副边绕组的一端连接，所述稳压电路的另一端为所述恒压输出电路的输出端。
优选的，所述开关电路包括第一增强型NMOS管，第一电阻；所述第一增强型NMOS管的漏极为所述开关电路的输入端，所述第一增强型NMOS管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第一增强型NMOS管的源极与所述第一电阻的一端连接；所述第一增强型NMOS管与所述第一电阻的连接结点为所述开关电路的输出端，所述第一电阻的另一端接地。
优选的，所述LM-FOT控制电路包括倍增器、LM-FOT调制器、触发器、驱动器第一比较器以及第一电容；所述倍增器的第一输入端为所述LM-FOT控制电路的第一输入端，所述倍增器的第一输出端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述倍增器与所述第一比较器的连接结点用于引入第一参考电压，所述倍增器的第二输出端与所述LM-FOT调制器的第二信号端连接；
所述第一比较器的同相输入端为所述LM-FOT控制电路的第二输入端，所述第一比较器的输出端分别与所述LM-FOT调制器的第四信号端、所述触发器的第二信号端连接；所述LM-FOT调制器的第一信号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LM-FOT调制器的第三信号端与所述触发器的第一信号端连接；所述触发器的输出端与所述驱动器的一端连接，所述驱动器的另一端为所述LM-FOT控制电路的控制端。
优选的，所述LM-FOT控制电路还包括第二比较器；所述第二比较器的反相输入端用于引入第二参考电压，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述LM-FOT调制器的第五信号端连接。
优选的，所述LM-FOT控制电路还包括第三比较器；所述第三比较器的同相输入端用于引入第三参考电压，所述第三比较器的反相输入端为所述LM-FOT控制电路的反馈端，所述第三比较器的输出端与所述倍增器的第二输入端连接。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种反激开关电源，所述反激开关电源包括上述的恒压输出电路。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备为适配器、液晶显示器，投影仪或医疗器械，所述电子设备包括上述的反激开关电源。
本发明提供的恒压输出电路省去了高压电解电容，提高了电源功率因素，节省了电能。此外，由于所述LM-FOT控制电路采用固定关断时间的方式控制所述开关电路的通断，从而实现整个恒压输出电路的恒压输出功能。当所述恒压输出电路的工作频率或者其输入电压的占空比发生变化时，所述恒压输出电路的输出状态不会受到其影响。因此，本发明提供的恒压输出电路具有输出电压稳定的特点。
附图说明
图1为本发明恒压输出电路第一实施例的功能模块示意图；
图2为本发明恒压输出电路第二实施例的功能模块示意图；
图3为本发明恒压输出电路第三实施例的功能模块示意图；
图4为本发明恒压输出电路第四实施例的功能模块示意图；
图5为本发明恒压输出电路的电路原理结构图；
图6为本发明恒压输出电路的具体实施电路的结构图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种恒压输出电路，所述恒压输出电路包括电源电路11、LM-FOT控制电路12、开关电路13、变压器14。
所述电源电路11的输出端分别与所述LM-FOT控制电路12的第一输入端、所述变压器14的原边绕组的一端连接；所述LM-FOT控制电路12的控制端与所述开关电路13的受控端连接，所述LM-FOT控制电路12的第二输入端与所述开关电路13的输出端连接；所述开关电路13的输入端与所述变压器14的原边绕组的另一端连接；所述变压器14的副边绕组的一端为所述恒压输出电路的输出端，所述变压器14的副边绕组的另一端接地。
所述LM-FOT控制电路根据电源电路输出的电压信号控制所述开关电路的固定关断时间，实现整个恒压输出电路的恒压输出的功能。
具体地，当所述恒压输出电路启动时，所述电源电路11输出第一电压信号至所述LM-FOT控制电路12的第一输入端，所述LM-FOT控制电路12启动，所述LM-FOT控制电路12的控制端输出第二电压信号至所述开关电路13的受控端，所述开关电路13启动。与此同时，所述变压器14的原边绕组的一端获得所述电源电路11输出的第一电压信号，由于所述变压器14的原边绕组的另一端与所述开关电路13的输入端连接，因此，当所述开关电路13启动时，所述开关电路13与所述变压器14的原边绕组形成振荡电路，使得流经所述开关电路13的电流逐渐增大。当流经所述开关电路13的电流值增大到一定程度时，所述开关电路13的输出端输出第三电压信号至所述LM-FOT控制电路12的第二输入端，所述LM-FOT控制电路12根据所述开关电路13的输出端输出的第三电压信号控制所述开关电路13关断并记录所述开关电路13的关断时间，当所述开关电路13的关断时长达到预设值后，所述LM-FOT控制电路12再次控制所述开关电路打开，使得所述开关电路13连续重复上述打开与关断的过程。
本发明提供的恒压输出电路省去了高压电解电容，提高了电源功率因素，节省了电能。此外，由于所述LM-FOT控制电路采用固定关断时间的方式控制所述开关电路的通断，从而实现整个恒压输出电路的恒压输出的功能。当所述恒压输出电路的工作频率或者其输入电压占空比发生变化时，所述恒压输出电路的输出状态不会受到其影响。因此，本发明提供的恒压输出电路具有输出电压稳定的特点。
进一步的，如图2所示，本发明提供的恒压输出电路还包括采样电路15。所述采样电路15的信号采集端与所述电源电路11的输出端连接，所述采样电路15的采样信号输出端与所述LM-FOT控制电路12的第一输入端连接。
由于当所述恒压输出电路的输入电压值过大时，可能会损坏所述恒压输出电路内的电气元件。因此，在所述恒压输出电路中增加所述采样电路，可以将所述恒压输出电路的输入电压进行分压处理，从而减小输入至所述LM-FOT控制电路的电压值，减小所述恒压输出电路中电气元件损坏的可能性。
进一步的，如图3所示，本发明提供的恒压输出电路还包括稳压电路16；所述稳压电路16的输入端与所述变压器14的副边绕组的一端连接，所述稳压电路16的输出端为所述恒压输出电路的输出端。由于本发明提供的恒压输出电路省去了高压电解电容，经所述变压器14的副边绕组的一端输出的恒压信号的电压纹波较大，因此，需在所述恒压输出电路中加入稳压电路16以减小所述恒压输出电路的输出端输出的电压纹波，从而使所述恒压输出电路输出的恒压信号更加稳定。
进一步的，如图4所示，本发明提供的恒压输出电路还包括恒压反馈电路17；所述恒压反馈电路17的输入端与所述恒压输出电路的输出端连接，所述恒压反馈电路17的输出端与所述LM-FOT控制电路的反馈端连接。
当所述恒压输出电路的输出端所输出的恒压信号发生异常时，所述恒压反馈电路17的输入端接收到所述恒压输出电路的输出端输出的发生变化的恒压信号，所述恒压反馈电路17的输出端将所述恒压输出电路的输出端输出的发生变化的恒压信号的采样信号输送至所述LM-FOT控制电路12的反馈端，所述LM-FOT控制电路12根据其反馈端接收到的信号控制所述开关电路13的工作状态，使所述恒压输出电路输出正常的恒定电压。
具体地，如图5所示，图5为本发明提供的恒压输出电路的电路原理图。
其中，所述电源电路包括交流电源、EMI滤波器、整流桥。所述交流电源的输出端与所述EMI滤波器的输入端连接；所述EMI滤波器的第一输出端与所述整流桥的第一输入端连接，所述EMI滤波器的第二输出端与所述整流桥的第二输入端连接；所述整流桥的负输出端接地，所述整流桥的正输出端为所述电源电路的11输出端。
当所述电源电路11启动时，所述交流电源输出一定峰值的交流电压。优选的，所述交流电压信号为正弦波信号，其峰值为110V或者220V。所述EMI滤波器的输入端接收到所述交流电源输出的交流电压信号，所述EMI滤波器滤去所述电源输出的交流电压信号的杂波，所述EMI滤波器的输出端将滤去杂波后的交流电压信号输送至所述整流桥。所述整流桥将其接收到的交流电压信号进行整流处理，以输出波形如同所述交流电压信号中负半周信号翻转到正半周而正半周信号不变的电压信号。
所述LM-FOT控制电路12包括倍增器K、LM-FOT调制器T、触发器Q、驱动器D、第一比较器U1、第一电容C1；本实施例中，所述触发器Q选用RS触发器。
所述倍增器K的第一输入端为所述LM-FOT控制电路12的第一输入端，所述倍增器K的第一输出端与所述第一比较器U1的反相输入端连接，所述倍增器K与所述第一比较器U1的连接结点用于引入第一参考电压REF1，所述第一比较器U1的同相输入端为所述LM-FOT控制电路12的第二输入端。所述倍增器K的第二输出端与所述LM-FOT调制器T的第二信号端连接，所述LM-FOT调制器T的第一信号端与所述第一电容C1的一端连接，所述第一电容C1的另一端接地。
所述LM-FOT调制器T的第三信号端与所述RS触发器Q的S端连接，所述LM-FOT调制器T的第四信号端分别与所述RS触发器Q的R端、所述第一比较器U1的输出端连接。所述RS触发器Q的输出端与所述驱动器D的一端连接，所述驱动器D的另一端为所述LM-FOT控制电路12的控制端。
当所述LM-FOT控制电路12启动时，所述倍增器K的第一输入端接收到上述电源电路11输出的电压信号，所述倍增器K将其第一输入端接收到的电压信号进行放大处理后由所述倍增器K的第二输出端输送至所述LM-FOT调制器T的第二信号端。所述LM-FOT调制器T根据其第二信号端接收到的电压信号控制所述RS触发器Q的输出端输出高电平以控制所述开关电路13打开。与此同时，所述第一电容C1开始充电，当所述第一电容C1充满电时，所述第一比较器U1的同相输入端所接收的电压值高于所述第一参考电压REF1，所述第一比较器U1的输出端输出高电平信号，所述RS触发器Q的R端受到触发，所述RS触发器Q的输出端输出低电平以控制所述开关电路13关断。与此同时，所述第一电容C1开始放电，当所述第一电容C1两端电压为0时，所述LM-FOT调制器T控制所述开关电路13打开，连续重复上述过程。由于所述第一电容C1的大小固定，其充电时间与放电时间也随之固定，因此，该LM-FOT控制电路12的功能就是通过固定关断时间控制所述开关电路13的开关。
进一步的，所述LM-FOT控制电路12还包括第二比较器U2；所述第二比较器U2的反相输入端用于引入第二参考电压REF2，所述第二比较器U2的同相输入端与所述第一比较器U1的同相输入端连接，所述第二比较器U2的输出端与所述LM-FOT调制器T的第五信号端连接。
当所述第二比较器U2的同相输入端所接收到的电压值比所述第二参考电压REF2高时，所述第二比较器U2的输出端输出一高电平信号至LM-FOT调制器T的第五信号端，所述LM-FOT调制器T根据其第五信号端接收到的高电平信号控制所述RS触发器Q的输出端输出低电平，以控制所述开关电路13关断。根据所述第二比较器U2的运行原理可知，所述第二比较器U2能够防止高压烧坏电路中的电子元器件，具有保护电路的功能。
进一步的，所述LM-FOT控制电路12还包括第三比较器U3；所述第三比较器U3的同相输入端用于引入第三参考电压REF3，所述第三比较器U3的输入端为所述LM-FOT控制电路12的反馈端，所述第三比较器U3的输出端与所述倍增器K的第二输入端连接。
当所述第三比较器U3的同相输入端所接收的电压值高于所述第三参考电压REF3时，所述第三比较器U3的输出端输出一高电平信号至所述倍增器K的第二输入端，所述倍增器K将其第二输入端接收到的高电平信号进行放大处理后经所述倍增器K的第二输出端输送至所述LM-FOT调制器T的第二信号端，所述LM-FOT调制器T根据其第二信号端接收到的高电平信号增大所述开关电路13的关断时间。
同理，当所述第三比较器U3的同相输入端所接收的电压值低于所述第三参考电压REF3时，所述LM-FOT调制器T根据其第二信号端接收到的低电平信号减小所述开关电路13的关断时间。根据所述第三比较器U3的运行原理可知，所述第三比较器U3能够辅助所述LM-FOT控制电路12对所述开关电路13进行开关控制。
所述开关电路13包括第一增强型NMOS管Q1，第一电阻R1；所述第一增强型NMOS管Q1的漏极为所述开关电路13的输入端，所述第一增强型NMOS管Q1的栅极为所述开关电路13的受控端，所述第一NMOS管Q1的源极与所述第一电阻R1的一端连接；所述第一电阻R1的另一端接地。
当所述开关电路13启动时，所述第一增强型NMOS管Q1的栅极接收到一高电平信号，所述第一增强型NMOS管Q1导通，所述第一增强型NMOS管Q1与变压器14构成振荡电路。尔后，流经所述第一电阻R1的电流逐渐增大，所述第一增强型NMOS管Q1与所述第一电阻R1的连接结点输出的电压值也随之增大，当该电压值增大到高于上述第一参考电压REF1时，所述LM-FOT控制电路12控制所述开关电路13关断。经上述固定关断时间后，所述LM-FOT控制电路12控制所述开关电路13打开。根据所述开关电路13的运行原理可知，所述开关电路13用于与变压器14构成振荡电路，以实现所述变压器14的副边绕组的一端输出恒定电压。
所述稳压电路16包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12；第二增强型NMOS管Q2、第三电容C3、第一可控稳压源W1；本实施例中，所述可控稳压源W1的型号为TL431。
所述第二增强型NMOS管Q2的漏极为所述稳压电路16的输入端。所述第二增强型NMOS管Q2源极分别与所述第九电阻R9、所述第十一电阻R11的一端连接，所述第二增强型NMOS管Q2、所述第九电阻R9、所述第十一电阻R11的连接结点为所述稳压电路16的输出端。
所述第二增强型NMOS管Q2的栅极分别与所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻R10的一端、所述第一可控稳压源W1的阴极连接。所述第十电阻R10的另一端与所述第三电容C3的另一端连接，所述第十电阻R10的另一端分别与所述第十一电阻R11的另一端、所述第十二电阻R12的一端、所述第一可控稳压源W1的参考极连接。所述第十二电阻R12的另一端与所述第一可控稳压源W1的阳极连接，所述第一可控稳压源W1与所述第十二电阻R12的第二连接结点接地。
当所述稳压电路16的输出端输出电压值变大时，流经所述第十一电阻R11、所述第十二电阻R12的电流变大。由于流经所述第二增强型NMOS管Q2的漏极与源极之间的电流恒定，因此，此时流经所述第九电阻R9、所述第一可控稳压源W1的电流变小，所述第一可控稳压源W1的阴极电压减小，所述第二增强型NMOS管Q2的栅极与源极之间的电压差值减小，流经所述第二增强型NMOS管Q2的漏极与源极之间的电流减小，流经所述第十一电阻R11、所述第十二电阻R12的电流减小，所述稳压电路16的输出端输出电压值减小。
同理，当所述稳压电路16的输出端输出的电压值变小时，流经所述第九电阻R9、所述第一可控稳压源W1的电流变大，所述第一可控稳压源W1的阴极电压增大，所述第二增强型NMOS管Q2的栅极与源极之间的电压差值增大，流经所述第二增强型NMOS管Q2的漏极与源极之间的电流增大，流经所述第十一电阻R11、所述第十二电阻R12的电流增大，所述稳压电路16的输出端输出电压值增大。
根据所述稳压电路16的运行原理可知，当所述恒压输出电路的输出端输出的电压值发生变化时，所述稳压电路16可以将式所述恒压输出电路输出的电压值进行调整，从而确保所述恒压输出电路的输出端输出的电压值恒定。
此外，所述变压器14与所述稳压电路16之间还包括第三二极管D3、电感L、第四电容C4、第五电容C5。所述第三二极管D3的阳极与所述变压器14的副边绕组的一端连接，所述第三二极管D3的阴极分别与所述电感L的一端、所述第四电容C4的正极连接。所述电感L的另一端与所述第五电容C5的正极连接，所述电感L与所述第五电容C5的连接结点与所述稳压电路16的输入端连接。所述第四电容C4的负极分别与所述变压器14的副边绕组的另一端、所述第五电容C5的负极连接，所述第四电容C4与所述第五电容C5的连接结点接地。
当所述变压器14的副边绕组的一端输出恒压信号时，所述第三二极管D3滤去所述恒压信号中幅值较小的杂波信号，所述第四电容C4、第五电容C5构成一带通滤波器，以滤去所述恒压信号中的高频杂波信号和低频杂波信号，增加电感L，可以使输出信号更加平缓。
所述恒压反馈电路17包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8；第二电容C2、光耦U4、第二可控稳压源W2；本实施例中，所述第二可控稳压源W2的型号为TL421。所述光耦U4的第四信号端连接电源、所述光耦U4的第三信号端为所述恒压反馈电路17的输出端，所述光耦U4的第一信号端与所述第五电阻R5的一端连接，所述第五电阻R5的另一端接电源，所述光耦U4的第二信号端分别与所述第六电阻R6的一端、所述第二可控稳压源W2的阴极连接。所述第六电阻R6的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端分别与所述第七电阻R7的一端、所述第二可控稳压源W2的参考极、所述第八电阻R8的一端连接，所述第七电阻R7的另一端与所述电感L与所述第五电容C5的连接结点连接。所述第八电阻R8的另一端、所述第二可控稳压源W2的阳极接地。
所述第七电阻R7、第八电阻R8用于采集所述电感L的一端输出的恒压信号，所述恒压反馈电路17用于采集所述电感L的一端输出的恒压信号并经光耦U4传送至所述LM-FOT控制电路12，以便所述LM-FOT控制电路12根据所述恒压反馈电路17采集的恒压信号调整所述开关电路13的运行状态，使得所述电感L的一端输出的恒压信号更稳定。
以下，是本实施例提供的上述恒压输出电路的工作过程：
当所述恒压输出电路启动时，所述交流电源输出一正弦波信号，所述EMI滤波器将所述交流电源输出的正弦波信号进行滤波处理后输送至所述整流桥，所述整流桥将所述经滤波处理后的正弦波信号进行整流处理并输出第一电压信号。所述LM-FOT控制电路12中倍增器K的第一输入端获得所述第一电压信号，所述LM-FOT控制电路12启动，所述LM-FOT控制电路12中驱动器D的另一端输出第二电压信号。所述开关电路13中第一增强型NMOS管Q1的栅极获得所述第二电压信号，所述开关电路13启动。
与此同时，所述变压器14的原边绕组的一端获得所述电源电路11中整流桥的整输出端输出的第一电压信号，由于所述变压器14的原边绕组的另一端与所述开关电路13中第一增强型NMOS管的漏极连接，因此，当所述开关电路13启动时，所述第一增强型NMOS管Q1与所述变压器14的原边绕组形成振荡电路，所述振荡电路使得流经所述开关电路13中第一电阻R1以及第一增强型NMOS管Q1的漏极与源极之间的电流逐渐增大，所述开关电路13的第一电阻R1的采样电压值逐渐增大。所述开关电路13的第一电阻R1与第一增强型NMOS管Q1的连接结点输出第三电压信号至所述LM-FOT控制电路12中第一比较器U1的同相输入端。当流经所述开关电路13中第一电阻R1的电流值增大到一定程度时，所述开关电路的第一电阻R1与第一增强型NMOS管Q1的连接结点输出的第三电压信号的电压值大于所述第一参考电压值REF1。所述RS触发器Q的R端为高电平，所述RS触发器Q的输出端输出低电平，所述开关电路13断开。
此时，所述LM-FOT调制器T的第四信号端接收到所述第一比较器U1的输出端输出的高电平信号，所述LM-FOT调制器T记录接收到所述第一比较器U1的输出端输出的高电平信号的时刻，并开始对所述第一电容C1充电，所述第一电容C1两端的电压增大。此外，所述采样电路15将所述电源电路11输出的第一电压信号的采样信号输送至所述LM-FOT控制电路12的倍增器K，所述第一电压信号的采样信号经倍增器K放大后输送至LM-FOT调制器T的第一输入端，当所述第一电容C1两端的电压值增大到与所述LM-FOT调制器T的第二信号端获取的电压值相等时，所述LM-FOT调制器T的第三信号端输出信号至所述RS触发器Q的S端，所述RS触发器Q的输出端输出高电平信号，所述开关电路13导通。依照上述原理重复所述开关电路13打开与关断的过程，实现整个恒压输出电路输出恒定电压的目的。
进一步的，当输出负载过重时，流经所述开关电路13中第一电阻R1的电流增大，所述第一电阻R1两端的电压也随之增大。当所述第一电阻R1两端的电压值大于所述LM-FOT控制电路12中第二比较器U2的第二参考电压REF2时，所述第二比较器U2的输出端输出高电平以触发所述LM-FOT调制器T停止运作，使得所述LM-FOT控制电路12进入保护状态，所述恒压输出电路停止工作。由此可见，在所述LM-FOT控制电路12中增加所述第二比较器U2，可以对该LM-FOT控制电路12起到过载保护的作用。
进一步的，当所述恒压输出电路的输出端输出的电压值变低时，所述恒压反馈电路17的输入端获取所述变低的电压值并对所述变低的电压值进行采样放大处理后输送至所述LM-FOT控制电路12的第三比较器U3的反相输入端。此时，所述LM-FOT控制电路12的第三比较器U3的输出端输出高电平并经所述倍增器K放大后输送至所述LM-FOT调制器T的第二信号端，所述LM-FOT调制器T根据其第二信号端接收到的误差信号增大所述第一增强型NMOS管Q1的开通时间的占空比。由于所述第一增强型NMOS管Q1在所述LM-FOT调制器T的控制下开通时间延长了，因此，所述恒压输出电路的输出端输出的电压值会变大。
同理，当所述恒压输出电路输出的电压值变大时，所述LM-FOT控制电路12根据所述恒压反馈电路17的反馈信号控制所述第一增强型NMOS管Q1的开通时间减小，进而使所述恒压输出电路输出的电压值变小。由此可见，在所述LM-FOT控制电路中12增加所述第三比较器U3，以及在所述恒压输出电路中增加所述恒压反馈电路17，能够使所述恒压输出电路的输出端输出的恒压信号更加稳定。
进一步的，由于本发明采用FOT的控制方式实现所述恒压输出电路的恒压输出，而所述FOT的控制方式是开关电源工作频率可调，固定关断时间的峰值电流控制，在所述恒压输出电路输入电压占空比不同的情况下，输出端的电感L电流保持稳定状态，且本发明是通过所述LM-FOT控制电路12中第一电容C1来固定所述关断时间。因此，当所述LM-FOT控制电路12中第一电容C1的电容值大小设定后，所述恒压输出电路的输入电压范围也随之设定。
由于市电电压大小偏差较大，有110V，有220V等。若所述恒压输出电路的工作频率在60-80KHZ之间，预设的固定关断时间不变，在低压区，所述恒压输出电路电源工作正常，而在高压区，所述恒压输出电路的开通电流会发生突增畸变，该电流突增畸变现象会造成器件的损坏，在此需采用输入线电压调节技术，通过检测输入所述LM-FOT控制电路12的电压大小来调制固定导通时间，即LM(Line-modulated，线电压调制)技术。因此，本发明提供的恒压输出电路增加了采样电路15，使得所述LM-FOT控制电路12同时根据AC输入电压及所述采样电路15的采样信号输出端输出的信号控制所述开关电路13的固定关断时间。
所述采样电路15用于采样整流后的交流市电电压，当市电电压变高时，所述采样电路的第三电阻R3与第四电阻R4的连接结点输出高电平信号，所述高电平信号经过所述LM-FOT控制电路12的倍增器K放大后输送至所述LM-FOT调制器T的第一信号端，所述LM-FOT倍增器K根据其第一信号端接收到的高电平信号延长所述第一增强型NMOS管Q1的关断时间，缩短所述第一增强型NMOS管Q1的开通时间，使整个恒压输出电路在输入电压过高的条件下电流畸变变小，以提高所述恒压输出电路工作的可靠性。
为了更好的说明本发明的思想，本发明给出了所述恒压输出电路的另一实施例。
如图6所示，图6为本发明提供的恒压输出电路的一个具体实施电路结构图。所述恒压输出电路包括上述开关电路13、上述恒压反馈电路17、上述稳压电路16、电源电路18、变压器19、LM-FOT控制芯片20；第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25；第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8；第四二极管D4、第五稳压二极管D5、第三NPN型三极管Q3。其中，所述LM-FOT控制芯片20的型号为L4984。
所述电源电路18的第一输出端分别与所述第十五电阻R15的一端、所述第二十三电阻R23的一端、所述变压器19的第一原边绕组的一端连接；所述电源电路18的第二输出端与所述第十三电阻R13的一端连接。所述第十五电阻R15的另一端与所述第十六电阻R16的一端连接，所述第十六电阻R16的另一端分别与所述第三NPN型三极管Q3的发射极、所述第六电容C6的正极、所述LM-FOT控制芯片20的VCC引脚端连接。所述第十三电阻R13的另一端分别与所述LM-FOT控制芯片20的PFC-OK引脚端、所述第十四电阻R14的一端连接，所述第十四电阻R14的另一端接地，所述第六电容C6的另一端接地。
所述第三NPN型三极管Q3的集电极与所述第十七电阻R17的一端连接，所述第三NPN型三极管Q3的基极分别与所述第十九电阻R19的一端、所述第五稳压二极管D5的阴极连接；所述第十九电阻R19的另一端以及所述第五稳压二极管D5的阳极接地。所述第十七电阻R17与所述第十八电阻R18的连接结点分别与所述第四二极管D4的阴极、所述第八电容C8的正极连接。所述第八电容C8的负极接地，所述第四二极管D2的阳极与所述变压器19的第二原边绕组的一端连接，所述变压器19的第二原边绕组的另一端接地。所述第二十三R23电阻的另一端与所述第二十四电阻R24的一端连接，所述第二十四电阻R24的另一端分别与所述第二十二电阻R22的一端、所述LM-FOT控制芯片20的MULT引脚端连接。
所述LM-FOT控制芯片20的GATE引脚端与所述开关电路13的受控端连接；所述LM-FOT控制芯片20的TIME引脚端与所述第七电容C7的一端连接，所述第七电容C7的另一端接地；所述LM-FOT控制芯片20的INV引脚端与所述第二十电阻R20的一端连接，所述第二十电阻R20的另一端分别与所述第二十一电阻R21的一端、所述恒压反馈电路17的输出端连接，所述第二十一电阻R21的另一端接地；所述LM-FOT控制芯片20的CS引脚端与所述第二十五电阻R25的一端连接。
所述第二十五电阻R25的另一端与所述开关电路13的输出端连接，所述开关电路13的输入端与所述变压器19的第一原边绕组的另一端连接。所述变压器19的副边绕组的一端与所述第三二极管D3的阳极连接，所述第三二极管D3的阴极分别与所述电感L的一端、所述第四电容C4的正极连接；所述电感L的另一端分别与所述第五电容C5的正极、所述稳压电路16的输入端连接；所述变压器19的副边绕组的另一端、所述第四电容C4的负极以及所述第五电容C5的负极接地。
具体的，当所述恒压输出电路启动时，所述电源电路18的第一输出端输出第一电压信号至所述变压器19的第一原边绕组的一端。与此同时，所述第十五电阻R15、第十六电阻R16、第六电容C6构成所述LM-FOT控制芯片20的预启动电路，所述第十五电阻R15以及所述第十六电阻R16对所述第六电容C6充电，当所述第六电容C6电压升高后，所述LM-FOT控制芯片20开始启动工作，控制所述第一增强型NMOS管Q1打开，然后所述变压器19的第二原边绕组便可输出VCC电压至所述第四二极管D4以及第八电容C8。
所述第十八电阻R18、所述第十九电阻R19根据所述第八电容C8的充电电压控制所述第三NPN型三极管Q3的基极电压，使所述第三NPN三极管Q3的集电极输出恒定的电压。所述第十七电阻R17作为限流电阻，所述第五稳压二极管D5作为所述第三NPN型三极管Q3的稳压保护二极管，当所述LM-FOT控制芯片20的VCC引脚端电压稳定后，所述LM-FOT控制芯片20正常工作。所述LM-FOT控制芯片20控制所述变压器19振荡，使得所述变压器19的第二原边绕组输出VCC为所述LM-FOT控制芯片20提供稳定的工作电压，所述变压器19在所述LM-FOT控制芯片20的控制下输出恒定的电压12V。所述变压器19的副边绕组的一端输出的恒定电压经所述稳压电路16滤除纹波后输出，为外界电子设备供电，比如为电视机供电。
进一步的，所述第十三电阻R13和第十四电阻R14构成分压取样电路，所述第十三电阻R13与第十四电阻R14的连接结点将取样后的电压输入至所述LM-FOT控制芯片20的PFC-OK引脚端，作为所述恒压输出电路的输入欠压检测功能，可设置输入过欠压保护，如当市电电压小于65V时，所述LM-FOT控制芯片20停止工作，当市电恢复至85V后所述LM-FOT控制芯片20开启工作，当市电电压大于310V时，所述LM-FOT控制芯片20停止工作。
所述LM-FOT控制芯片20的TIME引脚端与所述第七电容C7的一端连接，用于设置固定关断时间。所述固定关断时间的实现方式是：当所述第一增强型NMOS管Q1打开时，所述第一电阻R1的取样的电压逐渐增大，当所述第一电阻R1的取样电压大于所述LM-FOT控制芯片20的CS引脚端内部的参考电压时，所述LM-FOT控制芯片20的GATE引脚端输出控制信号控制所述开关电路13，使所述第一增强型NMOS管Q1关断，与此同时，所述LM-FOT控制芯片20记录所述第一增强型NMOS管Q1关断的时刻。一方面，所述LM-FOT控制芯片20对所述第七电容C7充电，使得所述第七电容C7两端的电压逐渐增大。另一方面，所述LM-FOT控制芯片20的MULT引脚端通过所述第二十二电阻R22获得所述电源电路第一输出段输出的第一电压信号。当所述第七电容C7两端的电压增大到等于所述第二十二电阻R22两端的电压后，所述固定关断时间结束，所述LM-FOT控制芯片20的GATE引脚端返转使所述第一增强型NMOS管Q1开通。不断重复上述开关电路13打开与关断的过程，实现所述恒压输出电路的恒压输出。
由于根据上一实施例内容可知，当所述恒压输出电路的输入电压在一定范围内时，所述关断时间是固定的。而市电电压大小偏差较大，有110V，有220V等，若开关电源的工作频率在60-80KHZ之间，固定关断时间不变，在低压区，电源工作正常，而在高压区，所述恒压输出电路的开通电流会发生突增畸变，且该开通电流的突增畸变现象会造成器件的损坏。因此，需采用输入线电压调节技术，即通过检测线电压大小来调制固定导通时间。所述线电压调节技术的实现方式是：由所述第二十三电阻R23、所述第二十四电阻R24、所述第二十二电阻R23构成线电压取样电路，用于取样经整流后的交流市电电压，当市电电压变高时，所述线电压取样电路取样到高电平信号并输送至所述LM-FOT控制芯片20的MULT引脚端，所述LM-FOT控制芯片20根据所述取样的高电平信号延长所述第一增强型NMOS管Q1的关断时间，缩短所述第一增强型NMOS管Q1的开通时间，使得所述恒压输出电路在高输入电压下电流畸变变小，以提高所述恒压输出电路可靠性。
进一步的，当所述恒压输出电路的输出负载过重时，所述第一电阻R1两端的电压增大，当所述第一电阻R1两端的电压值大于所述LM-FOT控制芯片20的CS引脚端的内部参考电压值时，所述LM-FOT控制芯片20停止工作，所述LM-FOT控制芯片20进入保护状态，所述恒压输出电路停止工作。
本发明提供的恒压输出电路省去了大电解电容，避免了电路中电流超前电压，使市电与电流同相位供电，相对于现有技术，提高了电源功率因素，节省了市电实际电能。采用固定关断时间方式工作，使得所述恒压输出电路的输出状态不受所述恒压输出电路的工作频率以及其输入电压占空比的影响，提高了所述恒压输出电路输出电压的稳定性。采用电压调制来固定关断时间，使得所述恒压输出电路可在输入市电电压过高的情况下运作，提高了所述恒压输出电路的可靠性。
本发明还提供了一种反激开关电源以及其电子设备，所述电子设备为适配器、液晶显示器，投影仪或医疗器械。所述反激开关电源包括上述的恒压输出电路，该恒压输出电路包括实施上述任一实施例中的技术方案，其详细电路组成结构可参照图1至图6，在此不作赘述，由于采用了上述电源电路的方案，本发明相较于现有技术而言，生产成本更低，可靠性更强。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种恒压输出电路，其特征在于，所述恒压输出电路包括电源电路、LM-FOT控制电路、开关电路、变压器；
所述电源电路的输出端分别与所述LM-FOT控制电路的第一输入端、所述变压器的原边绕组的一端连接；所述LM-FOT控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述LM-FOT控制电路的第二输入端与所述开关电路的输出端连接；所述开关电路的输入端与所述变压器的原边绕组的另一端连接；所述变压器的副边绕组的一端为所述恒压输出电路的输出端，所述变压器的副边绕组的另一端接地；
所述LM-FOT控制电路根据电源电路输出的电压信号控制所述开关电路的固定关断时间，实现所述恒压输出电路中变压器的副边绕组的一端输出恒定电压的功能。
2.如权利要求1所述的恒压输出电路，其特征在于，所述恒压输出电路还包括采样电路；所述采样电路的信号采集端与所述电源电路的输出端连接，所述采样电路的采样信号输出端与所述LM-FOT控制电路的第一输入端连接。
3.如权利要求1所述的恒压输出电路，其特征在于，所述恒压输出电路还包括恒压反馈电路；所述恒压反馈电路的输入端与所述恒压输出电路的输出端连接，所述恒压反馈电路的输出端与所述LM-FOT控制电路的反馈端连接。
4.如权利要求1所述的恒压输出电路，其特征在于，所述恒压输出电路还包括稳压电路；所述稳压电路的一端与所述变压器的副边绕组的一端连接，所述稳压电路的另一端为所述恒压输出电路的输出端。
5.如权利要求1所述的恒压输出电路，其特征在于，所述开关电路包括第一增强型NMOS管，第一电阻；
所述第一增强型NMOS管的漏极为所述开关电路的输入端，所述第一增强型NMOS管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第一增强型NMOS管的源极与所述第一电阻的一端连接；所述第一增强型NMOS管与所述第一电阻的连接结点为所述开关电路的输出端，所述第一电阻的另一端接地。
6.如权利要求1所述的恒压输出电路，其特征在于，所述LM-FOT控制电路包括倍增器、LM-FOT调制器、触发器、驱动器、第一比较器以及第一电容；
所述倍增器的第一输入端为所述LM-FOT控制电路的第一输入端，所述倍增器的第一输出端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述倍增器与所述第一比较器的连接结点用于引入第一参考电压，所述倍增器的第二输出端与所述LM-FOT调制器的第二信号端连接；
所述第一比较器的同相输入端为所述LM-FOT控制电路的第二输入端，所述第一比较器的输出端分别与所述LM-FOT调制器的第四信号端、所述触发器的第二信号端连接；所述LM-FOT调制器的第一信号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LM-FOT调制器的第三信号端与所述触发器的第一信号端连接；所述触发器的输出端与所述驱动器的一端连接，所述驱动器的另一端为所述LM-FOT控制电路的控制端。
7.如权利要求6所述的恒压输出电路，其特征在于，所述LM-FOT控制电路还包括第二比较器；所述第二比较器的反相输入端用于引入第二参考电压，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述LM-FOT调制器的第五信号端连接。
8.如权利要求7所述的恒压输出电路，其特征在于，所述LM-FOT控制电路还包括第三比较器；所述第三比较器的同相输入端用于引入第三参考电压，所述第三比较器的反相输入端为所述LM-FOT控制电路的反馈端，所述第三比较器的输出端与所述倍增器的第二输入端连接。
9.一种反激开关电源，其特征在于，所述反激开关电源包括如权利要求1-8任一项所述的恒压输出电路。
10.一种电子设备，所述电子设备为适配器、液晶显示器，投影仪或医疗器械，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求9所述的反激开关电源。
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