CN110768510A - 控制电路和方法以及功率变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种控制电路和方法以及功率变换器，所述控制电路用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，所述控制电路被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态。本发明控制电路构造简单，器件较少，成本较低，系统稳定性较好，避免了LED轻载时能量损耗较大的问题。

Description

控制电路和方法以及功率变换器
技术领域
本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种控制电路和方法以及功率变换器。
背景技术
在很多场合，需要功率变换器在输出恒流的同时还要输出恒压，故恒流、恒压双输出功率变换器应用而生，其具有恒流和恒压双输出，在恒流输出支路输出恒流的同时，恒压输出支路提供恒压。如图1所示，恒流、恒压双输出功率变换器一般利用反激变换电路为恒流输出支路和恒压输出支路提供能量，所述恒流输出支路包括LED驱动电路，所述LED驱动电路和LED串联，所述LED驱动电路控制流过LED的电流为恒定的电流，恒压输出支路输出恒定的电压，同时反馈电路在反激变换电路的变压器副边接收反馈信号以在变压器原边形成控制信号控制反激变换电路主开关管的开关状态，进而控制反激变换电路的输出，即恒流输出支路和恒压输出支路的输入信号。
现有技术中的反馈电路如图2所示，所述反馈信号由恒流输出支路和恒压输出支路同时提供，即将恒压输出支路的输入信号、LED串的阳极电压和LED驱动补偿信号作为反馈信号，反馈电路将反馈信号转化为控制信号以控制反激变换电路主开关管的开关状态，其中，如图3所示，所有LED串的阴极电压中的最小值和参考电压分别输入跨导运放的两端，跨导运放的输出接RC电路，在RC电路的高电位端形成LED驱动补偿信号。现有技术中的反馈电路中存在两个RC电路，使得反馈回路有两个极点，系统稳定性较差；现有技术的反馈电路较为复杂，且存在多个器件，成本较高；现有技术中一般将恒压输出支路的输入信号作为主反馈信号，LED的阳极电压和LED驱动补偿信号作为次要反馈信号，导致LED阳极电压和LED驱动补偿信号对反激变换电路的控制能力有限，LED轻载时，可能出现所有LED串的阴极电压都明显高于参考电压的情况，造成能量损耗较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种电路简单、能量损耗较小的控制电路和方法以及功率变换器，解决了现有技术中反馈电路较为复杂且器件较多、系统稳定性较差和LED轻载时能量损耗较大等技术问题。
第一方面，本发明提供了一种控制电路，用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，；
所述控制电路被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，所述控制电路包括：
选择模块，根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择第一反馈信号和第二反馈信号中的两者之一作为所述反馈输入信号；
反馈模块，将所述反馈输入信号转化为反馈输出信号；
控制模块，根据所述反馈输出信号控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态以控制所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的输入信号。
优选地，所述功率级电路被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；
所述恒压输出支路的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述功率级电路被配置为反激式功率级电路，所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
优选地，所述第一反馈信号被配置为所有所述负载低电位端电压中的最小值；所述第二反馈信号被配置为第二电压，所述第二电压为所述第一输入电压的分压。
优选地，所述选择模块包括第一开关、第二开关和最小值电路，所述最小值电路的输入端接收所有所述负载低电位端的电压或所述第二电压和所有所述负载低电位端的电压，所述最小值电路的输出端经所述第一开关连接到所述选择模块的输出端，所述第二开关的一端接收所述第二电压，所述第二开关另一端连接所述选择模块的输出端，所述选择模块的输出端输出反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，第一开关闭合，第二开关断开；当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，第二开关闭合，第一开关断开。
优选地，所述反馈模块包括光耦，所述反馈模块根据反馈输入信号生成补偿信号，并利用光耦将所述补偿信号转化为所述反馈输出信号。
优选地，所述反馈模块还包括跨导运放和第一电容，所述跨导运放的第一输入端接收所述反馈输入信号，所述跨导运放的第二输入端接收参考电压，所述跨导运放的输出端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述跨导运放输出端的电压为所述补偿信号，所述补偿信号控制所述光耦的原边电流，从而控制所述光耦的副边电流以生成并控制所述反馈输出信号。
优选地，所述反馈模块还包括第一晶体管和第一电阻，所述第一晶体管的控制端连接所述跨导运放的输出端，当所述跨导运放的第一输入端为正向输入端，所述跨导运放的第二输入端为反向输入端时，所述第一晶体管和所述光耦的原边串联在第三电压和地之间，所述第一电阻和所述光耦的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第一电阻和所述光耦的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。
优选地，所述反馈模块还包括第二晶体管和第二电阻，所述第二晶体管的控制端连接所述跨导运放的输出端，当所述跨导运放的第一输入端为反向输入端，所述跨导运放的第二输入端为正向输入端时，所述第二晶体管和所述光耦的原边并联在第三电压和地之间，所述第二电阻和所述光耦的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第二电阻和所述光耦的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。
优选地，所述第三电压为所述恒压输出支路的输入电压或所述恒压输出支路的输出电压，所述第四电压为设定电压。
第二方面，本发明还提供了一种控制方法，用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，包括：
根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，所述功率级电路被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；
所述恒压输出支路的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述功率级电路被配置为反激式功率级电路，所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
第三方面，本发明还提供了一种功率变换器，包括：
功率级电路，被配置为给所述恒流输出支路和所述恒压输出支路提供能量；
恒流输出支路，被配置为为负载提供恒定的电流；
恒压输出支路，被配置为输出恒定的电压；
以上任意所述的控制电路，被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关的开关状态。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明的控制电路根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态进而控制功率级电路给后级的恒流输出支路和恒压输出支路提供能量。在恒压输出支路和恒流输出支路同时工作时，以第一反馈信号或第一反馈信号和第二反馈信号的较小值作为反馈输入信号，当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，以所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号，即在工作过程中均只有一个反馈信号作为反馈输入信号。本发明控制电路构造简单，器件较少，成本较低；系统稳定性较好；在LED轻载时，避免了能量损耗较大的问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为现有技术反馈电路和功率变换器的电路示意图；
图2为现有技术反馈电路的电路示意图；
图3为现有技术产生LED驱动补偿信号的电路示意图；
图4为本发明控制电路和功率变换器的原理框图；
图5为本发明控制电路的组成模块框图；
图6为本发明控制电路和功率变换器的实施例一的电路结构示意图；
图7为本发明电流控制电路的电路结构示意图；
图8为本发明控制电路实施例二的电路结构示意图；
图9为本发明控制电路和功率变换器的实施例三的电路结构示意图；
图10为本发明控制电路的实施例四的电路结构示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
图4为本发明控制电路和功率变换器的原理框图，所述控制电路4用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路1、恒流输出支路2和恒压输出支路3，所述功率级电路1给所述恒流输出支路2和恒压输出支路3提供能量，所述控制电路4被配置为根据所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3的工作状态，选择表征所述恒流输出支路2的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路3的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路4的反馈输入信号，以控制功率级电路1的主功率开关管的开关状态。所述控制电路4将反馈输入信号转化为反馈输出信号，并利用所述反馈输出信号控制功率级电路1的主功率开关管的开关状态，进而控制所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3的输入能量。
当所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。当所述恒流输出支路2处于不工作状态，并且所述恒压输出支路3处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号，使所述恒压输出支路3的输入电压不小于设定值，确保所述恒压输出支路3输出电压的稳定。
可选的，在其他的实施例中，当所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。避免了在负载变换或恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态切换时，即非稳态的过程中，恒压输出支路的输入电压过低的情况，即保证恒压输出支路可以正常工作。
图5给出了本发明控制电路的组成模块框图；所述控制电路4包括选择模块41、反馈模块42和控制模块43，所述选择模块41根据所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3的工作状态，选择第一反馈信号和第二反馈信号中的两者之一作为所述反馈输入信号；所述反馈模块42将所述反馈输入信号转化为反馈输出信号；所述控制模块43根据所述反馈输出信号控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态以控制所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的输入信号。
所述功率级电路1被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；这里的所述两个副边绕组包括绕在同一个磁芯上的两个副边绕组，以及分别绕在不同的磁芯上的两个副边绕组的情况。
所述恒压输出支路3的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路3包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；所述恒流输出支路2的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路2包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
可选的，在其他的实施例中，所述功率级电路1被配置为反激式功率级电路；所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路3的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路3包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；所述恒流输出支路2的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路2包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接；
其中，所述恒压输出支路3的输入端和恒流输出支路2的输入端不同时耦接至高电位端或中间抽头端，即当所述恒压输出支路3的输入端耦接至所述高电位端时，所述恒流输出支路2耦接至所述中间抽头端；当所述恒压输出支路3的输入端耦接至所述中间抽头端时，所述恒流输出支路2耦接至所述高电位端。
进一步的，所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
进一步的，所述第一反馈信号被配置为恒流输出支路的所有负载低电位端电压中的最小值；所述第二反馈信号被配置为第二电压，所述第二电压为所述恒压输出支路的第一输入电压的分压。
本发明所述的负载，不作特殊说明，均指的是恒流输出支路的负载，在此进行说明。
进一步的，本发明中的恒流输出支路2所对应的副边绕组的线圈匝数N1和恒压输出支路3所对应的副边绕组的线圈匝数N2需要满足一定的关系，以使得：
1.恒流输出支路的负载在最轻载的情况下，恒压输出支路3依然可以正常工作；
2.恒流输出支路2不工作时，恒压输出支路3依然可以正常工作。后续的实施例均要满足该关系，不再进行赘述。
本发明所述的控制电路被配置为在恒压输出支路和恒流输出支路同时工作时，以第一反馈信号或第一反馈信号和第二反馈信号中的较小值作为反馈输入信号，当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，以所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号，即本发所述的控制电路在工作过程中均只有一个反馈信号作为反馈输入信号，所述控制电路构造简单，器件较少，成本较低；系统稳定性较好；在LED轻载时，正常工作状态下，以所有负载低电位端电压中的最小值作为反馈输入信号，避免LED阴极电压明显高于参考电压从而引起能量损耗较大的问题。
本发明图4还提供了一种功率变换器，所述功率变换器为恒流恒压双输出变换器，包括：功率级电路1、恒流输出支路2、恒压输出支路3和以上所述的控制电路4；功率级电路1被配置为给所述恒流输出支路和所述恒压输出支路提供能量；恒流输出支路2被配置为为负载提供恒定的电流；恒压输出支路3被配置为输出恒定的电压；所述的控制电路4被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态。
图6为本发明控制电路和功率变换器的实施例一的电路结构示意图；所述功率变换器包括功率级电路1、恒流输出支路2、恒压输出支路3和控制电路4，所述功率级电路1为包括两个副边绕组的反激式功率级电路，即flyback电路，所述恒压输出支路3的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒流输出支路2的输入端耦接至另一所述副边绕组；所述恒流输出支路2包括四路电流支路，所述四路电流支路并联连接，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，所述负载为LED，需要说明的是本发明中的LED可以表征单个的LED或多个LED串联后组成的LED串，本发明对此不进行限制；以LED 1所串联的电流控制电路为例，其余电流支路的电流控制电路具有相同或相似的结构，如图7所示，所述电流控制电路包括晶体管Qr1、电阻Rs1和运算放大器OP1，所述LED1、晶体管Qr1和电阻Rs1串联在恒流输出支路输入电压高电位端和地之间，所述LED的正极连接恒流输出支路输入电压高电位端，所述运算放大器OP1的第一输入端连接晶体管Qr1和电阻Rs1的公共端，其第二输入端接收参考电压Vsref，运算放大器OP1的输出端连接所述晶体管Qr1的控制端。所述电流控制电路在其他的实施例中可以为其他的方式，其作用为控制流过LED的电流恒定的实施方案均在本发明的保护范围内。
所述恒压输出支路3包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压Vin转换为恒定的输出电压。在实施例一中，所述直流-直流变换器为buck变换器。buck变换器可以采用峰值电流控制、谷点电流控制等控制方法，本发明对此不进行限制。在其他的实施例中，所述直流-直流变换器可以为boost变换器等其他的变换器，本发明对此不进行限制。
如图6所述，所述控制电路4包括选择模块41、反馈模块42和控制模块43，所述第一反馈信号被配置为恒流输出支路2的所有负载低电位端电压中的最小值；所述第二反馈信号被配置为第二电压，所述第二电压为所述恒压输出支路3的第一输入电压的分压，选择模块41包括第一开关S1、第二开关S2和最小值电路，所述最小值电路的输入端接收所有所述LED低电位端的电压，输出LED的低电位端电压中的最小值，所述最小值电路的输出端经所述第一开关S1连接到所述选择模块41的输出端，所述第二开关S2的一端接收所述第二电压V2，所述第二开关S2另一端连接所述选择模块41的输出端，所述选择模块41的输出端输出反馈输入信号。所述第二电压V2为所述第一输入电压的分压，所述第一输入电压为所述恒压输出支路3的输入电压。具体的，所述电阻Rv3和电阻Rv2串联在第一输入电压和地之间，所述电阻Rv3和电阻Rv2的公共端的电压为第二电压V2。
当所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3同时处于工作状态时，即图6中LEDon有效时，第一开关S1闭合，第二开关S2断开，所述反馈输入信号为所有LED的低电位端电压中的最小值；当所述恒流输出支路2处于不工作状态，并且所述恒压输出支路3处于工作状态时，即图6中LED off有效时，第二开关S2闭合，第一开关S1断开，所述反馈输入信号为第二电压V2。
所述反馈模块42包括光耦OPC1，所述反馈模块42根据反馈输入信号生成补偿信号，并利用光耦OPC1将所述补偿信号转化为所述反馈输出信号。
所述反馈模块42还包括跨导运放GM1和第一电容C1，所述跨导运放GM1的第一输入端接收所述反馈输入信号，所述跨导运放GM1的第二输入端接收参考电压Vref，所述跨导运放GM1的输出端连接所述第一电容C1的一端，所述第一电容C1的另一端接地，所述跨导运放GM1输出端的电压为所述补偿信号，所述补偿信号控制所述光耦的原边电流，从而控制所述光耦的副边电流以生成并控制所述反馈输出信号。可选的，所述反馈模块42还包括在第一电容C1和地之间连接的电阻Rc1，即跨导运放输出连接第一电容C1和电阻Rc1组成的RC结构。
如图6所示，实施例一中所述反馈输出信号与所述补偿信号的变化趋势相同。具体的，所述反馈模块42还包括第一晶体管Qf1和第一电阻R1，所述第一晶体管Qf1的控制端连接所述跨导运放GM1的输出端，当所述跨导运放GM1的第一输入端为正向输入端，所述跨导运放GM1的第二输入端为反向输入端，所述第一晶体管Qf1和所述光耦OPC1的原边串联在第三电压和地之间，所述第一电阻R1和所述光耦OPC1的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第一电阻R1和所述光耦OPC1的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。所述第三电压为所述恒压输出支路的输入电压Vin或所述恒压输出支路的输出电压Vout，所述第四电压为设定电压Vpref。
所述控制模块43根据所述反馈输出信号控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态以控制所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的输入信号。
此外，所述控制电路还包括电阻Rf1、电阻Rf2、电阻Rc1和电容Cf1，并非实现本发明的必要特征，故在此不进行详细说明。
图8为本发明控制电路实施例二的电路结构示意图；其中所述控制电路的反馈模块42的部分与实施例一不同，其余部分均与实施例一相同，相同部分不进行赘述。所述反馈模块42包括光耦OPC2，所述反馈模块42根据反馈输入信号生成补偿信号，并利用光耦OPC2将所述补偿信号转化为所述反馈输出信号。所述反馈模块42还包括跨导运放GM1和第一电容C1，所述跨导运放GM1的第一输入端接收所述反馈输入信号，所述跨导运放GM1的第二输入端接收参考电压Vref，所述跨导运放GM1的输出端连接所述第一电容C1的一端，所述第一电容C1的另一端接地，所述跨导运放GM1输出端的电压为所述补偿信号，所述补偿信号控制所述光耦的原边电流，从而控制所述光耦的副边电流以生成并控制所述反馈输出信号。
如图8所示，实施例二中所述反馈输出信号与所述补偿信号的变化趋势相反。所述反馈模块还包括第二晶体管Qf2和第二电阻R2，所述第二晶体管Qf2的控制端连接所述跨导运放GM1的输出端，当所述跨导运放GM1的第一输入端为反向输入端，所述跨导运放的第二输入端为正向输入端，所述第二晶体管Qf2和所述光耦OPC2的原边并联在第三电压和地之间，所述第二电阻R2和所述光耦OPC1的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第二电阻R2和所述光耦OPC2的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。所述第三电压为所述恒压输出支路的输入电压Vin或所述恒压输出支路的输出电压Vout，所述第四电压为设定电压Vpref。
同理，所述控制电路还包括电阻Rf3、电阻Rf4、电阻Rf5、电阻Rf6、电阻Rc1和电容Cf2，并非实现本发明的必要特征，在此不进行详细说明。
图9为本发明控制电路和功率变换器的实施例三的电路结构示意图；图9中所述控制电路4的所述选择模块41与实施例一不同，其他部分均与实施例一相同，相同部分不进行赘述。图9中实施例三所示的选择模块41包括第一开关S1、第二开关S2和最小值电路，所述最小值电路的输入端接收所述第二电压V2和所有所述负载低电位端的电压，输出所有LED的低电位端的电压和第二电压V2中的最小值，所述最小值电路的输出端经所述第一开关S1连接到所述选择模块41的输出端，所述第二开关S2的一端接收所述第二电压V2，所述第二开关S2另一端连接所述选择模块41的输出端，所述选择模块41的输出端输出反馈输入信号。
当所述恒流输出支路2和所述恒压输出支路3同时处于工作状态时，即图6中LEDon有效时，第一开关S1闭合，第二开关S2断开，所述反馈输入信号为所有LED的低电位的最小值；当所述恒流输出支路2处于不工作状态，并且所述恒压输出支路3处于工作状态时，即图6中LED off有效时，第二开关S2闭合，第一开关S1断开，所述反馈输入信号为第二电压V2，即所述第一输入电压的分压。
实施例3可以避免在负载变换或恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态切换时，即非稳态的过程中，恒压输出支路的输入电压过低的情况，保证恒压输出支路可以正常工作。
图10给出了本发明控制电路的实施例四的电路结构示意图，其中所述控制电路的反馈模块42的部分与实施例三不同，其余部分均与实施例三相同，相同部分不进行赘述。所述反馈模块42与实施例二相同，即所述反馈模块42包括光耦OPC2，所述反馈模块42根据反馈输入信号生成补偿信号，并利用光耦OPC2将所述补偿信号转化为所述反馈输出信号。所述反馈模块42还包括跨导运放GM1和第一电容C1，所述跨导运放GM1的第一输入端接收所述反馈输入信号，所述跨导运放GM1的第二输入端接收参考电压Vref，所述跨导运放GM1的输出端连接所述第一电容C1的一端，所述第一电容C1的另一端接地，所述跨导运放GM1输出端的电压为所述补偿信号，所述补偿信号控制所述光耦的原边电流，从而控制所述光耦的副边电流以生成并控制所述反馈输出信号。
如图10所示，实施例中所述反馈输出信号与所述补偿信号的变化趋势相反。所述反馈模块还包括第二晶体管Qf2和第二电阻R2，所述第二晶体管Qf2的控制端连接所述跨导运放GM1的输出端，当所述跨导运放GM1的第一输入端为反向输入端，所述跨导运放的第二输入端为正向输入端，所述第二晶体管Qf2和所述光耦OPC2的原边并联在第三电压和地之间，所述第二电阻R2和所述光耦OPC1的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第二电阻和所述光耦OPC2的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。所述第三电压为所述恒压输出支路的输入电压Vin或所述恒压输出支路的输出电压Vout，所述第四电压为设定电压Vpref。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
本发明还提供了一种控制方法，用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，包括：根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制功率级电路的主功率开关管的开关状态。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。
优选地，当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号。
优选地，所述功率级电路被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；
所述恒压输出支路的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述功率级电路被配置为反激式功率级电路，所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
优选地，所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
依照本发明实施例如上文所述，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 (24)

1.一种控制电路，用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，其特征在于：
所述控制电路被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号。
5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括：
选择模块，根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择第一反馈信号和第二反馈信号中的两者之一作为所述反馈输入信号；
反馈模块，将所述反馈输入信号转化为反馈输出信号；
控制模块，根据所述反馈输出信号控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态以控制所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的输入信号。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述功率级电路被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；
所述恒压输出支路的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
7.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述功率级电路被配置为反激式功率级电路，所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
8.根据权利要求6或7所述的控制电路，其特征在于：所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于：所述第一反馈信号被配置为所有所述负载低电位端电压中的最小值；所述第二反馈信号被配置为第二电压，所述第二电压为所述第一输入电压的分压。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于：所述选择模块包括第一开关、第二开关和最小值电路，所述最小值电路的输入端接收所有所述负载低电位端的电压或所述第二电压和所有所述负载低电位端的电压，所述最小值电路的输出端经所述第一开关连接到所述选择模块的输出端，所述第二开关的一端接收所述第二电压，所述第二开关另一端连接所述选择模块的输出端，所述选择模块的输出端输出所述反馈输入信号。
11.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于：当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，所述第二开关闭合，所述第一开关断开。
12.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述反馈模块包括光耦，所述反馈模块根据反馈输入信号生成补偿信号，并利用所述光耦将所述补偿信号转化为所述反馈输出信号。
13.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于：所述反馈模块还包括跨导运放和第一电容，所述跨导运放的第一输入端接收所述反馈输入信号，所述跨导运放的第二输入端接收参考电压，所述跨导运放的输出端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端耦接至地，所述跨导运放输出端的电压为所述补偿信号，所述补偿信号控制所述光耦的原边电流，从而控制所述光耦的副边电流以生成并控制所述反馈输出信号。
14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于：所述反馈模块还包括第一晶体管和第一电阻，所述第一晶体管的控制端连接所述跨导运放的输出端，当所述跨导运放的第一输入端为正向输入端，所述跨导运放的第二输入端为反向输入端时，所述第一晶体管和所述光耦的原边串联连接在第三电压和地之间，所述第一电阻和所述光耦的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第一电阻和所述光耦的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。
15.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于：所述反馈模块还包括第二晶体管和第二电阻，所述第二晶体管的控制端连接所述跨导运放的输出端，当所述跨导运放的第一输入端为反向输入端，所述跨导运放的第二输入端为正向输入端时，所述第二晶体管和所述光耦的原边并联连接在第三电压和地之间，所述第二电阻和所述光耦的副边依次串联在第四电压和地之间，所述第二电阻和所述光耦的副边的公共端的电压为所述反馈输出信号。
16.根据权利要求14或15所述的控制电路，其特征在于：所述第三电压为所述恒压输出支路的输入电压或所述恒压输出支路的输出电压，所述第四电压为设定电压。
17.一种控制方法，用以控制包括至少两路输出电信号的功率变换器，所述功率变换器包括功率级电路、恒流输出支路和恒压输出支路，其特征在于：
根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制所述功率级电路的主功率开关管的开关状态。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号作为所述反馈输入信号。
19.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：当所述恒流输出支路和所述恒压输出支路同时处于工作状态时，选择所述第一反馈信号和所述第二反馈信号中的较小值作为所述反馈输入信号。
20.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：当所述恒流输出支路处于不工作状态，并且所述恒压输出支路处于工作状态时，选择所述第二反馈信号作为所述反馈输入信号。
21.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：所述功率级电路被配置为包括至少两个副边绕组的反激式功率级电路；
所述恒压输出支路的输入端耦接至一个所述副边绕组，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至另一所述副边绕组，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
22.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：所述功率级电路被配置为反激式功率级电路，所述反激式功率级电路包括至少一个具有中间抽头的副边绕组，
所述恒压输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒压输出支路包括一直流-直流变换器，以将接收到的第一输入电压转换为恒定的输出电压；
所述恒流输出支路的输入端耦接至副边绕组的高电位端和中间抽头端中的两者之一，所述恒流输出支路包括至少一路电流支路，每一所述电流支路包括由负载和电流控制电路串联后组成的串联结构，所述电流控制电路控制通过负载的电流恒定，当所述电流支路大于一路时，多路所述电流支路并联连接。
23.根据权利要求21或22所述的控制方法，其特征在于：所述第一反馈信号被配置为表征所有所述负载上的压降中的最大值；所述第二反馈信号被配置为表征所述第一输入电压。
24.一种功率变换器，其特征在于，包括：
功率级电路，被配置为给所述恒流输出支路和所述恒压输出支路提供能量；
恒流输出支路，被配置为为负载提供恒定的电流；
恒压输出支路，被配置为输出恒定的电压；和
权利要求1-16中任一所述的控制电路，被配置为根据所述恒流输出支路和所述恒压输出支路的工作状态，选择表征所述恒流输出支路的输出信息的第一反馈信号和表征所述恒压输出支路的输出信息的第二反馈信号中的两者之一作为所述控制电路的反馈输入信号，以控制所述功率级电路的主功率开关的开关状态。
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