CN115800767A - 一种开关电源的控制方法及开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关电源的控制方法，涉及电源领域，应用于所述开关电源的控制芯片，由于开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，在确定了开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流后，控制芯片基于目标输出电流确定目标控制信息，并通过调整开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片的控制周期实现对控制信息的调整，使当前控制信息等于目标控制信息，以使输出电流达到目标输出电流，在开关电源的电路结构固定的情况下，实现了对输出电流的调整，便捷有效，操作简单，减小了开关电源的应用成本，扩大了开关电源的应用范围。本发明还公开了一种开关电源，具有与上述开关电源的控制方法相同的有益效果。

Description

一种开关电源的控制方法及开关电源

技术领域

本发明涉及电源领域，特别是涉及一种开关电源的控制方法。本发明还涉及一种开关电源。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，开关电源也得到了广泛的应用，各个领域对于开关电源的要求也越来越高，对于开关电源的输出电流的需求也越来越多，对于不同范围的输入电压，常常需要输出不同的输出电流，目前的开关电源的输出电流主要取决于开关电源中变压器的参数和电路中的其他器件，当变压器的参数和电路器件确定好后，输出电流就会是一个固定值，无法根据输入电压再进行调整，应用范围小，如何使开关电源能够针对不同的输入电压对应输出不同大小的电流是急需解决的难题。

现有技术中，主要是通过更换开关电源中的变压器来实现对输出电流的改变，变压器作为储能元件传递能量，在相同条件下更换体积更大的变压器可以实现对开关电源的输出电流的增大，但是体积越大的变压器，需要的成本就越高，整个开关电源的体积也会随之增大，同时，对于不同需求的输出电流，需要更换相应的不同体积的变压器，操作过程十分繁琐，不利于开关电源的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关电源的控制方法及开关电源，在开关电源的电路结构固定的情况下，实现了对输出电流的调整，便捷有效，操作简单，减小了开关电源的应用成本，扩大了开关电源的应用范围。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种开关电源的控制方法，应用于所述开关电源的控制芯片，该方法包括：

确定所述开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流，所述开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，所述控制信息为所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间比上所述控制芯片的控制周期的值；

基于所述目标输出电流确定目标控制信息；

调整所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息。

优选地，所述开关电源的输出电流与控制信息的关系式为：

其中，I_o为所述开关电源的输出电流，T_dem为所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间，T为所述控制芯片的控制周期，K0为固定常数，且：

其中，Nps为所述开关电源中的变压器的原边绕组和副边绕组的匝数比，Vcsmax为所述变压器的原边绕组的最大峰值电压，Rcs为所述开关电源中的检测电阻的电阻值，K为所述变压器的转换系数，所述检测电阻的第一端分别与所述控制芯片的CS端口及所述原边绕组的一端连接，第二端接地，所述原边绕组的另一端接直流正端。

优选地，所述控制芯片包括电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，所述充电模块与所述充电开关的第一端连接，所述充电开关的第二端分别与所述放电开关的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述放电开关的第二端与所述放电模块连接，所述处理模块分别与所述充电开关的控制端及所述放电开关的控制端连接，所述处理模块还与所述充电模块和/或所述放电模块连接；

调整所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息，包括：

基于所述目标控制信息确定目标电流系数，电流系数为所述电容的放电电流比上所述电容的充电电流的值；

其中：

其中，K₁为所述电流系数，I₁为所述电容的充电电流，I₂为所述电容的放电电流；

通过所述处理模块调整所述充电模块的充电电流和/或所述放电模块的放电电流以使当前电流系数等于所述目标电流系数。

优选地，所述充电模块包括第一基础电流源和与所述第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个所述第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，所述第一可调电流源和所述第一开关模块串联，各所述第一开关模块的控制端与所述处理模块连接；

和/或，

所述放电模块包括第二基础电流源和与所述第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个所述第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，所述第二可调电流源和所述第二开关模块串联，各所述第二开关模块的控制端与所述处理模块连接；

通过所述处理模块调整所述充电模块的充电电流和/或所述放电模块的放电电流以使当前电流系数等于所述目标电流系数，包括：

通过所述处理模块控制所述充电模块中对应的第一开关模块闭合和/或控制所述放电模块中对应的第二开关模块闭合以使当前电流系数等于所述目标电流系数。

优选地，所述控制芯片还包括复位开关和基准电压模块，所述复位开关的第一端与所述电容的第一端连接，所述复位开关的第二端与所述基准电压模块连接，所述复位开关的控制端与所述处理模块连接；

在调整所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息之前，还包括：

当所述开关电源处于启动的初始化阶段时，通过所述处理模块控制所述复位开关闭合，当所述电容两端的电压达到基准电压时，通过所述处理模块控制所述复位开关断开。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关电源，包括：

变压器，第一整流模块，功率开关，检测电阻和控制芯片，所述变压器的原边绕组的第一端分别与直流正端和所述控制芯片的电源端口连接，第二端与所述功率开关的第一端连接，所述变压器的副边绕组与所述第一整流模块连接，所述检测电阻的第一端分别所述功率开关的第二端与及所述控制芯片的CS端口连接，所述检测电阻的第二端接地，所述功率开关的控制端与所述控制芯片的控制端口连接；所述控制芯片用于实现如上述所述开关电源的控制方法的步骤。

优选地，所述控制芯片包括：

电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，所述充电模块与所述充电开关的第一端连接，所述充电开关的第二端分别与所述放电开关的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述放电开关的第二端与所述放电模块连接，所述处理模块分别与所述充电开关的控制端及所述放电开关的控制端连接，所述处理模块还与所述充电模块和/或所述放电模块连接。

优选地，所述充电模块包括第一基础电流源和与所述第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个所述第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，所述第一可调电流源和所述第一开关模块串联，各所述第一开关模块的控制端与所述处理模块连接；

和/或，

所述放电模块包括第二基础电流源和与所述第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个所述第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，所述第二可调电流源和所述第二开关模块串联，各所述第二开关模块的控制端与所述处理模块连接。

优选地，所述控制芯片还包括复位开关和基准电压模块，所述复位开关的第一端与所述电容的第一端连接，所述复位开关的第二端与所述基准电压模块连接，所述复位开关的控制端与所述处理模块连接；所述复位开关用于当所述开关电源处于启动的初始化阶段时，基于所述处理模块的控制闭合，当所述电容两端的电压达到基准电压时，基于所述处理模块的控制断开。

优选地，还包括：

第二整流模块和滤波模块，所述第二整流模块的第一端与交流输入连接，第二端与所述滤波模块的第一端连接，第三端接地，所述滤波模块的第二端与所述变压器的原边绕组的第一端连接，第三端接地。

本发明提供了一种开关电源的控制方法，应用于所述开关电源的控制芯片，由于开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，在确定了开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流后，控制芯片基于目标输出电流确定目标控制信息，并通过调整开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片的控制周期实现对控制信息的调整，使当前控制信息等于目标控制信息，以使输出电流达到目标输出电流，在开关电源的电路结构固定的情况下，实现了对输出电流的调整，便捷有效，操作简单，减小了开关电源的应用成本，扩大了开关电源的应用范围。

本发明还提供了一种开关电源，具有与上述开关电源的控制方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种开关电源的控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种开关电源的工作过程中的变压器的原边电流和副边电流的示意图；

图3为本发明提供的一种开关电源的结构示意图；

图4为本发明提供的另一种开关电源的结构示意图；

图5为本发明提供的一种开关电源的控制芯片的内部的部分结构示意图；

图6为本发明提供的一种开关电源的控制方法的工作波形示意图；

图7为本发明提供的另一种开关电源的控制芯片的内部的部分结构示意图；

图8为本发明提供的另一种开关电源的控制方法的工作波形示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种开关电源的控制方法及开关电源，在开关电源的电路结构固定的情况下，实现了对输出电流的调整，便捷有效，操作简单，减小了开关电源的应用成本，扩大了开关电源的应用范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种开关电源的控制方法的流程示意图；

一种开关电源的控制方法，应用于开关电源的控制芯片31，该方法包括：

S11：确定开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流，开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，控制信息为开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间比上控制芯片31的控制周期的值；

可以理解的是，控制芯片31会先根据开关电源的当前输入电压确定与该输入电压对应的目标输出电流，不同的输入电压与需求的输出电流之间的对应关系是提前预设在控制芯片31中的，输入电压与输出电流之间的对应关系可以有很多方式，本申请在此不做特别的限定，一般地，可以设定当输入电压在第一区间时，对应的目标输出电流为第一输出电流，当输入电压在第二区间时，对应的目标输出电流为第二输出电流，以此类推，使开关电源可以根据不同区间范围的输入电压调整不同的输出电流。

具体地，对于输入电压的确定方式也有很多种，可以在控制芯片31中设置输入电压检测模块，通过检测变压器32的辅助绕组的电压实现对输入电压的检测，也可以直接通过电压传感器实现检测，本申请在此不做特别的限定。

S12：基于目标输出电流确定目标控制信息；

需要说明的是，可以由公式推导出，开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，在确定了目标输出电流后，可以进一步确定目标输出电流对应的目标控制信息。开关电源的输出电流与控制信息之间的第一线性系数可以提前在控制芯片31中预设，也可以是在开关电源的电路结构确定后，通过开关电源中对应器件的参数计算得出，具体如何实现对开关电源的输出电流与控制信息之间的第一线性系数的确定本申请在此不做特别的限定。

S13：调整开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片31的控制周期以使当前控制信息等于目标控制信息。

可以理解的是，在确定了目标控制信息后，就可以通过调整当前控制信息使其等于目标控制信息，对应的当前输出电流也会调整为目标输出电流。由于控制信息是开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间比上控制芯片31的控制周期的值，所以可以通过调整开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片31的控制周期来实现对控制信息的调整。具体地，对于如何调整开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片31的控制周期的具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以通过调整开关电源在工作中的基准电压和/或电流等特征参数实现。

请参照图4，图4为本发明提供的另一种开关电源的结构示意图；图中AC表示交流输入，控制芯片31包括了VCC端口，DRV端口，FB端口，CS端口和GND端口，VCC端口是电源端口，DRV端口是控制功率开关35导通与关断的控制端口，FB端口是用于检测辅助绕组的电压的端口，CS端口是用于检测电阻34RCS两端的电压的端口，开关电源将交流输入通过第二整流模块和滤波模块的处理后，将交流输入转换为直流输出，变压器32作为储能元件，传递能量，并且可以通过VCC端口为控制芯片31供电，同时可以通过辅助绕组反馈输出电压及输入电压的状态到控制芯片31的FB端口；RCS电阻将原边的电流转换为电压信号，输出到控制芯片31的CS端口。

当开关电源的具体实施如图4所示时，可以通过对辅助绕组的电压的检测实现对输入电压和退磁阶段的检测。当控制芯片31的DRV端口输出的信号为高电平时，功率开关35导通，变压器32的原边绕组开始励磁，此时变压器32的辅助绕组的电压Va为，

，其中，Na为变压器32的辅助绕组的匝数，Np为变压器32的原边绕组的匝数。

在变压器32的原边绕组的开通期间，控制芯片31的FB端口的检测结果可以反映输入电压的大小，可以通过检测FB端口处的电压或者流过FB端口的电流来检测输入电压的大小。当DRV端口的输出信号为低电平，变压器32的副边绕组开始退磁，FB端口的电压开始跳转为高电压，退磁阶段FB端口的电压可以反映输出电压，当退磁结束后，FB端口的电压跳转为低电压，可以通过检测FB端口的电压的上升下降沿或者检测FB端口的电压的翻转时刻，来实现对退磁时间的检测。与变压器32的副边绕组连接的第一整流模块33中的二极管的压降相对输出电压很小，因此可以忽略二极管的压降，退磁阶段 FB端口的电压

，其中Ns为变压器32的副边绕组的匝数。

本发明提供了一种开关电源的控制方法，应用于所述开关电源的控制芯片31，由于开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，在确定了开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流后，控制芯片31基于目标输出电流确定目标控制信息，并通过调整开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片31的控制周期实现对控制信息的调整，使当前控制信息等于目标控制信息，以使输出电流达到目标输出电流，在开关电源的电路结构固定的情况下，实现了对输出电流的调整，便捷有效，操作简单，减小了开关电源的应用成本，扩大了开关电源的应用范围。

在上述实施例的基础上，

作为一种优选地实施例，开关电源的输出电流与控制信息的关系式为：

其中，I_o为开关电源的输出电流，T_dem为开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间，T为控制芯片31的控制周期，K0为固定常数，且：

其中，Nps为开关电源中的变压器32的原边绕组和副边绕组的匝数比，Vcsmax为变压器32的原边绕组的最大峰值电压，Rcs为开关电源中的检测电阻34的电阻值，K为变压器32的转换系数，检测电阻34的第一端分别与控制芯片31的CS端口及原边绕组的一端连接，第二端接地，原边绕组的另一端接直流正端。

可以理解的是，开关电源会将交流输入转换为直流输出，原边绕组的另一端接直流正端，直流负端接地。可以理解的是，T_dem和T的比值就是控制信息，K0是开关电源的输出电流与控制信息之间的第一线性系数，为固定常数，且K0的具体的值是与开关电源中的部分器件的参数决定的，不同电路结构的开关电源所对应的K0的值可能不同。对于具体的开关电源的结构和对K0的确定方式等本申请在此不做特别的限定，可以有很多种方式实现。

具体地，当开关电源的具体实施如图4所示，且变压器32采用的是DCM（Discontinuous Conduction Mode，非连续导通模式）工作模式时，对于K0和控制信息的具体推导过程如下：

请参照图2，图2为本发明提供的一种开关电源的工作过程中的变压器32的原边电流和副边电流的示意图；图中I_PPKL表示变压器32的原边绕组的初始电流，I_PPKH表示变压器32的原边绕组的终止电流，I_SPKL表示变压器32的副边绕组的初始电流，I_SPKH表示变压器32的副边绕组的终止电流，T_on表示变压器32的原边绕组的开通时间。由图2可以计算输出电流：

将第二个公式带入第一个公式中，

原边绕组的电流可以通过RCS检测，控制芯片31可以逐周期的检测变压器32的原边绕组的峰值电流，当原边绕组的实时电流大于控制芯片31内部设定的最大峰值电流时，功率开关35关断。可以通过控制CS端口的电压达到最大值V_csmax来控制原边绕组的最大电流，所以，

由于变压器32处于DCM工作模式，所以I_PPKL=0，此时，输出电流，

当开关电源的电路结构确定后，N_PS、K、V_csmax、Rcs均为固定常数，可以理解的是，V_csmax是控制芯片31中提前预设的值，所以该关系式可以进一步简化为，

本实施例是对开关电源的输出电流与控制信息的进一步确定，通过具体的推导过程证明开关电源的输出电流与控制信息之间是正线性相关的，并且在开关电源的电路结构和基准参数确定的前提下，两者之间的线性系数为固定常数，进一步验证了通过控制信息实现对输出电流的调整的方法的有效性和可行性，确保开关电源的控制方法的可靠性和安全性。

作为一种优选地实施例，控制芯片31包括电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，充电模块与充电开关的第一端连接，充电开关的第二端分别与放电开关的第一端、电容的第一端连接，电容的第二端接地，放电开关的第二端与放电模块连接，处理模块分别与充电开关的控制端及放电开关的控制端连接，处理模块还与充电模块和/或放电模块连接；

调整控制芯片31的控制周期以使当前控制信息等于目标控制信息，包括：

基于目标控制信息确定目标电流系数，电流系数为电容的放电电流比上电容的充电电流的值；

其中：

其中，K₁为电流系数，I₁为电容的充电电流，I₂为电容的放电电流；

通过处理模块调整充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流以使当前电流系数等于目标电流系数。

可以理解的是，当控制芯片31中的电容的放电电流和电容的充电电流为线性关系时，可以通过调整电容的放电电流和电容的充电电流之间的电流系数实现对控制信息的调整，在确定了目标控制信息后，根据目标控制信息确定对应的目标电流系数，再通过调整充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流实现对电流系数的调整，从而使当前电流系数等于目标电流系数，当前控制信息等于目标控制信息。对于控制信息和电流系数之间的对应关系和电流系数的具体确定方式等本申请在此不做特别的限定，可以有多种选择。

对于控制芯片31中电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块的具体实现方式和工作过程等本申请在此不做特别的限定，每个模块都存在多种实现方式，对于调整充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的具体实现方式等有存在多种选择，本申请在此不做特别的限定。

具体地，控制芯片31包括电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，调整控制芯片31的控制周期可以通过对控制芯片31中的电容的放电电流和电容的充电电流的调整来实现，引出电流系数的中间概念，通过电流系数的调整实现对控制信息的调整，利用控制芯片31内部的电容的充放电过程实现对开关电源的输出电流的调整，便捷有效，控制芯片31对内部的过程的控制也更为精确，保证了开关电源的控制方法的可靠性和安全性。

作为一种优选地实施例，充电模块包括第一基础电流源和与第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，第一可调电流源和第一开关模块串联，各第一开关模块的控制端与处理模块连接；

和/或，

放电模块包括第二基础电流源和与第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，第二可调电流源和第二开关模块串联，各第二开关模块的控制端与处理模块连接；

通过处理模块调整充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流以使当前电流系数等于目标电流系数，包括：

通过处理模块控制充电模块中对应的第一开关模块闭合和/或控制放电模块中对应的第二开关模块闭合以使当前电流系数等于目标电流系数。

可以理解的是，可以通过设置不同数量的电流源实现对充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的控制，当需要增大充电模块的充电电流时，处理模块可以控制对应的第一开关模块闭合，使对电容充电的电流源增多，充电电流随之变大。当需要增大放电模块的放电电流时，处理模块可以控制对应的第二开关模块闭合，使对电容放电的电流源增多，放电电流随之变大。对于基础电流源，可调电流源和开关模块的具体实现方式和选型等本申请在此不做特别的限定，有多种实现方式。

通过设置多个并联的电流模块实现对充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的调整，这种实现方法便捷有效，结构简单，处理模块可以通过第一开关模块和/或第二开关模块实现对充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的有效调整，通过目标输出电流的值可以准确确定充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的值，保证了开关电源的控制方法的可靠性和准确性。

作为一种优选地实施例，控制芯片31还包括复位开关和基准电压模块，复位开关的第一端与电容的第一端连接，复位开关的第二端与基准电压模块连接，复位开关的控制端与处理模块连接；

在调整开关电源中的变压器32的副边绕组的退磁时间和/或控制芯片31的控制周期以使当前控制信息等于目标控制信息之前，还包括：

当开关电源处于启动的初始化阶段时，通过处理模块控制复位开关闭合，当电容两端的电压达到基准电压时，通过处理模块控制复位开关断开。

可以理解的是，在开关电源刚刚启动时，需要进行初始化的过程，使电容两端的电压达到基准电压，基准电压是提前在控制芯片31中预设的值，可以根据实际需求进行调整，一般地，基准电压可以为功率开关35的导通电压，以使后续控制芯片31可以控制功率开关35导通，对于基准电压的具体设置方式和实现值等本申请在此不做特别的限定。

控制芯片31还包括复位开关和基准电压模块，在开关电源刚刚启动时进行初始化，使电容两端的电压达到基准电压，有利于后续开关电源的控制方法的实现，确保了开关电源的控制方法的可靠性和安全性。

具体地，请参照图5，图5为本发明提供的一种开关电源的控制芯片31的内部的部分结构示意图；当开关电源的具体实施如图4所示，控制芯片31内部的部分结构如图5所示时，开关电源的控制方法的具体实现过程如下，其中的开关模块的控制信号为高电平时，对应的开关模块闭合。

在开关电源刚启动的初始阶段，复位信号rst为高电平，复位开关SWrst闭合，使电容C1两端的电压VCAP=VREF1，VREF1为提前预设的基准电压；初始化结束后，复位信号转变为低电平，当通过下降沿脉冲发生器检测到复位信号的下降沿时或在检测到复位信号的下降沿的预设时间段后，功率开关35的控制信号pfm_H跳转为高，ton_H控制信号也跳转为高，进入第一充电阶段，充电开关SWch闭合，充电模块的电流源开始对电容进行充电，电容两端的电压VCAP逐渐增加。RCS电阻为串联接在功率开关35与地之间的检测电阻34，通过该电阻可以检测变压器32的原边绕组的电流，检测电阻34的CS信号是检测电阻34两端的电压信号，CS信号通过前沿消隐电路的处理后，再由控制芯片31内部的比较器1将其与基准电压Vcsmax来比较，通过限制检测电阻34两端的电压的大小，从而可以控制变压器32的原边绕组的电流的大小，当检测到VCS大于Vcsmax时，功率开关35的控制信号跳转为低，ton_H控制信号也跳转为低，充电开关SWch断开，充电模块的通路断开。

功率开关35关断后，变压器32的副边绕组开始退磁，FB端口的信号跳转到高电平，通过退磁检测模块对FB端口的信号进行检测可以检测到变压器32的退磁时间，在退磁阶段，tdem_H控制信号处于高电平状态，进入放电阶段，放电开关SWdis闭合，电容通过放电模块的电流源放电，VCAP逐渐减小，当退磁结束时tdem_H控制信号跳转为低，结束放电。

退磁结束时，ton_H控制信号跳转为高，充电开关SWch闭合，进入第二充电阶段，充电模块开始对电容充电，VCAP逐渐增加，当检测到VCAP大于VREF1时，开始下一个周期循环，功率开关35的控制信号跳转为高，ton_H控制信号也跳转为高，充电开关SWch闭合，充电模块开始对电容充电，VCAP逐渐增加。

具体地，当FB端口所连接的输入电压检测模块检测到输入电压高于预设值时，VinH1_H控制信号跳转为高，开关SW1闭合，电容的充电电流增大，电流系数K1减小，控制信息增大，开关电源的输出电流增大；通过设置不同的输入电压的阈值来调整不同的充电电流，从而实现开关电源的输出电流随输入电压的变化。在这个工作过程中的工作时序示意图请参照图6，图6为本发明提供的一种开关电源的控制方法的工作波形示意图；图中Vin表示开关电源的输入电压，各个VinHn_H控制信号与不同的输入电压阈值一一对应，具体的对应关系本申请在此不做特别的限定，控制芯片31通过对应的VinHn_H控制信号实现对不同的输入电压阈值对应的电流源的控制。

具体地，请参照图7，图7为本发明提供的另一种开关电源的控制芯片31的内部的部分结构示意图；当开关电源的具体实施如图4所示，控制芯片31内部的部分结构如图7所示时，开关电源的控制方法的具体实现过程与上述实施例的实现过程类似，当FB端口所连接的输入电压检测模块检测到输入电压高于预设值时，VinH1_L控制信号跳转为低，对应的开关断开，电容的放电电流减小，电流系数K1减小，控制信息增大，开关电源的输出电流增大；通过设置不同的输入电压的阈值来调整不同的放电电流，从而实现开关电源的输出电流随输入电压的变化。在这个工作过程中的工作时序示意图请参照图8，图8为本发明提供的另一种开关电源的控制方法的工作波形示意图，各个VinHn_L控制信号与不同的输入电压阈值一一对应，具体的对应关系本申请在此不做特别的限定，控制芯片31通过对应的VinHn_L控制信号实现对不同的输入电压阈值对应的电流源的控制。

在上述的工作过程中，对电流系数和控制信息之间的具体推导过程如下。

根据电容的电压与电流之间的关系式：

，可以得出电容在三个阶段的电压与电流之间的关系式，在第一充电阶段，

，在放电阶段，

，在第二充电阶段，

，将第一充电阶段和放电阶段的公式相减，

，所以

，并且由于放电电流和充电电流之间的线性关系

，所以

，从而

，即

，控制信息为

，输出电流

。

所以可以通过对充电模块的充电电流和/或放电模块的放电电流的调整实现对电流系数K₁的调整，从而实现对开关电源的输出电流的调整。

请参照图3，图3为本发明提供的一种开关电源的结构示意图；

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关电源，包括：

变压器32，第一整流模块33，功率开关35，检测电阻34和控制芯片31，变压器32的原边绕组的第一端分别与直流正端和控制芯片31的电源端口连接，第二端与功率开关35的第一端连接，变压器32的副边绕组与第一整流模块33连接，检测电阻34的第一端分别功率开关35的第二端与及控制芯片31的CS端口连接，检测电阻34的第二端接地，功率开关35的控制端与控制芯片31的控制端口连接；控制芯片31用于实现如上述开关电源的控制方法的步骤。

作为一种优选地实施例，控制芯片31包括：

电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，充电模块与充电开关的第一端连接，充电开关的第二端分别与放电开关的第一端、电容的第一端连接，电容的第二端接地，放电开关的第二端与放电模块连接，处理模块分别与充电开关的控制端及放电开关的控制端连接，处理模块还与充电模块和/或放电模块连接。

作为一种优选地实施例，充电模块包括第一基础电流源和与第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，第一可调电流源和第一开关模块串联，各第一开关模块的控制端与处理模块连接；

和/或，

放电模块包括第二基础电流源和与第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，第二可调电流源和第二开关模块串联，各第二开关模块的控制端与处理模块连接。

作为一种优选地实施例，控制芯片31还包括复位开关和基准电压模块，复位开关的第一端与电容的第一端连接，复位开关的第二端与基准电压模块连接，复位开关的控制端与处理模块连接；复位开关用于当开关电源处于启动的初始化阶段时，基于处理模块的控制闭合，当电容两端的电压达到基准电压时，基于处理模块的控制断开。

作为一种优选地实施例，还包括：

第二整流模块和滤波模块，第二整流模块的第一端与交流输入连接，第二端与滤波模块的第一端连接，第三端接地，滤波模块的第二端与变压器32的原边绕组的第一端连接，第三端接地。

需要说明的是，对于开关电源的具体电路结构和器件选型等本申请在此不做特别的限定，对于开关电源的各个模块的具体实现方式和具体选型等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用需求随时调整。

对于本发明提供的一种开关电源的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种开关电源的控制方法，其特征在于，应用于所述开关电源的控制芯片，该方法包括：

确定所述开关电源的当前输入电压和对应的目标输出电流，所述开关电源的输出电流与控制信息呈正线性相关，所述控制信息为所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间比上所述控制芯片的控制周期的值；

基于所述目标输出电流确定目标控制信息；

调整所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息。

2.如权利要求1所述的开关电源的控制方法，其特征在于，所述开关电源的输出电流与控制信息的关系式为：

；

其中，I_o为所述开关电源的输出电流，T_dem为所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间，T为所述控制芯片的控制周期，K0为固定常数，且：

；

其中，Nps为所述开关电源中的变压器的原边绕组和副边绕组的匝数比，Vcsmax为所述变压器的原边绕组的最大峰值电压，Rcs为所述开关电源中的检测电阻的电阻值，K为所述变压器的转换系数，所述检测电阻的第一端分别与所述控制芯片的CS端口及所述原边绕组的一端连接，第二端接地，所述原边绕组的另一端接直流正端。

3.如权利要求2所述的开关电源的控制方法，其特征在于，所述控制芯片包括电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，所述充电模块与所述充电开关的第一端连接，所述充电开关的第二端分别与所述放电开关的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述放电开关的第二端与所述放电模块连接，所述处理模块分别与所述充电开关的控制端及所述放电开关的控制端连接，所述处理模块还与所述充电模块和/或所述放电模块连接；

调整所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息，包括：

基于所述目标控制信息确定目标电流系数，电流系数为所述电容的放电电流比上所述电容的充电电流的值；

其中：

；

；

其中，K₁为所述电流系数，I₁为所述电容的充电电流，I₂为所述电容的放电电流；

通过所述处理模块调整所述充电模块的充电电流和/或所述放电模块的放电电流以使当前电流系数等于所述目标电流系数。

4.如权利要求3所述的开关电源的控制方法，其特征在于，所述充电模块包括第一基础电流源和与所述第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个所述第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，所述第一可调电流源和所述第一开关模块串联，各所述第一开关模块的控制端与所述处理模块连接；

和/或，

所述放电模块包括第二基础电流源和与所述第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个所述第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，所述第二可调电流源和所述第二开关模块串联，各所述第二开关模块的控制端与所述处理模块连接；

通过所述处理模块调整所述充电模块的充电电流和/或所述放电模块的放电电流以使当前电流系数等于所述目标电流系数，包括：

通过所述处理模块控制所述充电模块中对应的第一开关模块闭合和/或控制所述放电模块中对应的第二开关模块闭合以使当前电流系数等于所述目标电流系数。

5.如权利要求3所述的开关电源的控制方法，其特征在于，所述控制芯片还包括复位开关和基准电压模块，所述复位开关的第一端与所述电容的第一端连接，所述复位开关的第二端与所述基准电压模块连接，所述复位开关的控制端与所述处理模块连接；

在调整所述开关电源中的变压器的副边绕组的退磁时间和/或所述控制芯片的控制周期以使当前控制信息等于所述目标控制信息之前，还包括：

当所述开关电源处于启动的初始化阶段时，通过所述处理模块控制所述复位开关闭合，当所述电容两端的电压达到基准电压时，通过所述处理模块控制所述复位开关断开。

6.一种开关电源，其特征在于，包括：

变压器，第一整流模块，功率开关，检测电阻和控制芯片，所述变压器的原边绕组的第一端分别与直流正端和所述控制芯片的电源端口连接，第二端与所述功率开关的第一端连接，所述变压器的副边绕组与所述第一整流模块连接，所述检测电阻的第一端分别所述功率开关的第二端与及所述控制芯片的CS端口连接，所述检测电阻的第二端接地，所述功率开关的控制端与所述控制芯片的控制端口连接；所述控制芯片用于实现如权利要求1至5任一项所述开关电源的控制方法的步骤。

7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述控制芯片包括：

电容，充电模块，充电开关，放电模块，放电开关和处理模块，所述充电模块与所述充电开关的第一端连接，所述充电开关的第二端分别与所述放电开关的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述放电开关的第二端与所述放电模块连接，所述处理模块分别与所述充电开关的控制端及所述放电开关的控制端连接，所述处理模块还与所述充电模块和/或所述放电模块连接。

8.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述充电模块包括第一基础电流源和与所述第一基础电流源并联的N个第一电流模块，N为大于1的正整数，每个所述第一电流模块均包括第一可调电流源和第一开关模块，所述第一可调电流源和所述第一开关模块串联，各所述第一开关模块的控制端与所述处理模块连接；

和/或，

所述放电模块包括第二基础电流源和与所述第二基础电流源并联的M个第二电流模块，M为大于1的正整数，每个所述第二电流模块均包括第二可调电流源和第二开关模块，所述第二可调电流源和所述第二开关模块串联，各所述第二开关模块的控制端与所述处理模块连接。

9.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述控制芯片还包括复位开关和基准电压模块，所述复位开关的第一端与所述电容的第一端连接，所述复位开关的第二端与所述基准电压模块连接，所述复位开关的控制端与所述处理模块连接；所述复位开关用于当所述开关电源处于启动的初始化阶段时，基于所述处理模块的控制闭合，当所述电容两端的电压达到基准电压时，基于所述处理模块的控制断开。

10.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，还包括：

第二整流模块和滤波模块，所述第二整流模块的第一端与交流输入连接，第二端与所述滤波模块的第一端连接，第三端接地，所述滤波模块的第二端与所述变压器的原边绕组的第一端连接，第三端接地。

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