CN202435276U - 补偿型原边反馈反激式恒流电源 - Google Patents

补偿型原边反馈反激式恒流电源 Download PDF

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向本才
李文昌
于廷江
黄国辉
高继
李向华
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Abstract

补偿型原边反馈反激式恒流电源,涉及电子技术。本实用新型包括控制器、MOSFET、电流反馈电阻、变压器、二极管,输出电容,控制器包含比较器,其特征在于,比较器的反向输入端连接到第三MOS管的漏极,第三MOS管的漏极通过第四电阻接第一输入参考电平点,第三MOS管的栅极和第二MOS管的栅极以及第二MOS管的漏极连接,输入电平Vin通过第一电阻接第二MOS管的漏极,第二MOS管和第三MOS管的源极接地。本实用新型解决了现有的原边反馈反激式恒流电源,其输出电流与输入电压相关,无法做到真正恒流的局限。

Description

补偿型原边反馈反激式恒流电源
技术领域
本实用新型涉及电子技术,特别涉及集成电路技术。
背景技术
原边反馈反激式恒流电源广泛应用于隔离AC/DC电源适配器、充电器和LED驱动等领域。
图1为现有的原边反馈反激式恒流电源。电源由控制器1、MOSFET2、电流反馈电阻3、变压器、二极管6,输出电容7和负载8构成。控制器1由比较器11、振荡器12和RS触发器13构成。RS触发器13的R端连接比较器11的输出端,S端连接OSC 12的输出端。RS触发器13的输出端连接MOSFET 2的栅极。MOSFET2的源极连接比较器11的正向输入端,并且通过一个电流反馈电阻3接地。比较器11的反向输入端连接参考电压Vref。变压器的原边绕组5连接输入电压Vin 9和MOSFET 2的漏极。变压器的次级绕组5、二极管6和输出电容7依次串联为1个环路,且输出电容7的两端为输出端,连接负载8。作为举例,负载为LED。
OSC12输出固定频率脉冲控制MOSFET2在每个时钟周期开启,原边电流按固定斜率由0开始增加。电流增加的速度由输入电压Vin和变压器原边绕组4的电感值确定。原边电流流过电流反馈电阻3产生反馈电压Vcs。比较器比较Vcs和Vref,当Vcs电压超过Vref电压,比较器输出翻转,控制MOSFET2关闭。由于电路延迟,Vcs电压达到Vref和MOSFET2关闭之间会有一个延迟时间,在此期间原边电流继续增加。所以原边电流的峰值Ipp比参考电压Vref和电流反馈电阻3的阻值Rcs确定的参考电流大。而且此差值与输入电压Vin和变压器原边绕组4的电感值有关。
图2为现有的原边反馈反激式恒流电源的典型波形,Vcs超出Vref继续上升一个延迟时间,在此期间比较器输出一直为高。
假设输入电压为Vin,变压器原边绕组5的电感为Lp,电流反馈电阻3的阻值为Rcs,则Vcs电压上升的斜率为:
Vcs t = Rcs Lp × Vin
故Vcs的斜率与输入电压之间为正比关系,Vin越大,斜率越大。不同的Vcs斜率,在经过相同的延迟后达到不同的Vcs的峰值,对应不同的原边电流的峰值Ipp。
Ipp = Vref Rcs + Δt Lp × Vin
其中Δt为系统延迟时间。
图3所示为不同的输入电压Vin和变压器原边绕组4的电感值所对应的不同的原边电流增加斜率,在经过相同的延迟后达到不同的原边电流的峰值。
不幸的是,原边反馈反激式恒流电源要求较宽的输入电压范围,一般要求80V~250V。在此范围内,原边反馈反激式恒流电源的电流有非常大的变化。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种实现了与输入电压无关的原边反馈反激式恒流电源。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是,补偿型原边反馈反激式恒流电源,包括控制器、MOSFET、电流反馈电阻、变压器、二极管,输出电容,控制器包含比较器,其特征在于,比较器的反向输入端连接到第三MOS管的漏极,第三MOS管的漏极通过第四电阻接第一输入参考电平点,第三MOS管的栅极和第二MOS管的栅极以及第二MOS管的漏极连接,输入电平Vin通过第一电阻接第二MOS管的漏极,第二MOS管和第三MOS管的源极接地。
本实用新型的有益效果是,实现了与输入电压无关的原边反馈反激式恒流电源,解决了现有的原边反馈反激式恒流电源输出电流与输入电压相关,无法做到真正恒流的局限。
附图说明
图1为现有的原边反馈反激式恒流电源的电路图。
图2为现有的原边反馈反激式恒流电源的典型波形图。
图3为不同的输入电压Vin和变压器原边绕组4的电感值所对应的不同的原边电流增加斜率示意图。
图4为本实用新型的原边反馈反激式恒流电源电路图。
具体实施方式
参见图4。本实用新型的电源由控制器1、MOSFET 2、电流反馈电阻3、变压器、二极管6,输出电容7和负载8构成。控制器1由电源电压预补偿电路、比较器11、振荡器12和RS触发器13构成。电源电压预补偿电路由第一电阻21、第四电阻24、第二MOS管22和第三MOS管23构成。第二MOS管22的栅极和漏极短接,连接到第三MOS管23的栅极,并通过第一电阻21连接到输入电压Vin。第二MOS管22和第三MOS管23的源极接地。第三MOS管23的漏极为电源电压预补偿电路的输出Vref2。第四电阻24连接第一参考电平Vref和第三MOS管的漏极(电平为Vref2)。RS触发器13的R端连接比较器11的输出端,S端连接OSC 12的输出端。RS触发器13的输出端连接MOSFET 2的栅极。MOSFET2的源极连接比较器11的正向输入端,并且通过一个电流反馈电阻3接地。比较器11的反向输入端连接Vref2。变压器的原边绕组5连接输入电压Vin 9和MOSFET 2的漏极。变压器的次级绕组5、二极管6和输出电容7依次串联为1个环路,且输出电容7的两端为输出端,连接LED负载8。
假设输入电压为Vin,第一电阻21的阻值为Rin,第四电阻24的阻值为Rout,输入参考电压为Vref,则输出参考电压Vref2为:
Vref 2 = Vref - Rout Rin Vin
以Vref2为参考,原边电流的峰值为:
Ipp = Vref 2 Rcs + Δt Lp × Vin
= Vref - Rout Rin Vin Rcs + Δt Lp × Vin
= Vref Rcs + Δt Lp × Vin - Rout Rcs × Rin Vin
根据恒流的要求,必须使Ipp与输入电压Vin无关,即
Ipp = Vref Rcs
要满足此要求,则
Δt Lp × Vin - Rout Rcs × Rin Vin = 0
即:
Rout Rin = Rcs × Δt Lp
比较器翻转时,有
Vcs = Vref 2
= Vref - Rout Rin Vin
经过Δt后,输出管关断,Vcs达到的实际电压为:
Vcs _ s = Vcs _ c + Vin × Δt Lp × Rcs
= Vref - Rout Rin Vin + Vin × Δt Lp × Rcs
= Vref - Rcs × Δt Lp Vin + Vin × Δt Lp × Rcs
= Vref
即无论以何种电压输入,采用本实用新型提出的方案,都能得到一个固定的峰值。等效于输出和输入电压之间没有关系。

Claims (1)

1.补偿型原边反馈反激式恒流电源,包括控制器(1)、MOSFET(2)、电流反馈电阻(3)、变压器、二极管(6),输出电容(7),控制器(1)包含比较器(11),其特征在于,比较器(11)的反向输入端连接到第三MOS管(23)的漏极,第三MOS管(23)的漏极通过第四电阻(24)接第一输入参考电平点(10),第三MOS管(23)的栅极和第二MOS管(22)的栅极以及第二MOS管(22)的漏极连接,输入电平Vin通过第一电阻(21)接第MOS管(22)的漏极,第MOS管(22)和第三MOS管(23)的源极接地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437740A (zh) * 2011-12-22 2012-05-02 成都成电硅海科技股份有限公司 带输入电压补偿的原边反馈反激式恒流电源
CN103904729A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 苏州三森新能源科技有限公司 一种控制充电回路电流的恒流控制电路

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