CN202550880U - 一种电源恒流输出控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，是通过输出电流采样电路、恒流控制电路和峰值电流控制电路共同实现使输出电流始终处于恒定状态；所述输出电流采样电路在开关管Q1导通时，对检测电阻R1进行电压采样，得到电感电流平均值，并送到恒流控制电路控制输出电流，使输出电流始终处于恒定值；所述恒流控制电路是将采样电路送来的信号与电流基准Vr1进行比较产生误差信号，再将误差信号送到Toff控制器去控制开关管Q1的关断时间，最终实现只要R1设定后输出电流就恒定了。采用本实用新型使得输出电流在输入电压以及输出电压，甚至电感L1变化时，输出电流始终处于恒定值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于开关电源BUCK拓扑的输出电流采样及恒定输出电流的控制装置。
背景技术
如图1所示：一种传统的基于开关电源BUCK拓扑的输出恒流电路，其主要包括检测电阻R1、比较器U3、电流峰值基准Vr2、关断时间设置电阻R2、Toff控制器、控制&驱动、开关管Q1、电感L1、继流二极管D1、输入电容C3以及输出电容C4。其中检测电阻R1的一端连接开关管Q1的源极和比较器U3的负极，检测电阻R1的另一端接地，比较器U3的正极连接电流峰值基准Vr2的正极，电流峰值基准Vr2的负极接地，比较器U3的输出端连接控制&驱动的一输入端，比较器U3的另一输入端连接Toff控制器的输出端，Toff控制器的另一端连接关断时间设置电阻R2的一端，关断时间设置电阻R2的另一端接地。控制&驱动的输出端连接开关管Q1的栅极，开关管Q1的漏极连接继流二极管D1的阳极和电感L1的一端，电感L1的另一端连接输出电容的负极和输出负极，继流二极管D1的阴极连接输出电容C4的正极、输入电容C3的正极、输出正极以及DCBUS，输入电容C3的负极接地。
其中，图2是图1恒流电路的恒流原理图。IL为BUCK拓扑中主电感L1的电流，其平均电流ILav等于输出电流。其中，ILav为电感平均电流；ILpk为感峰值电流，它受比较器U3和电流峰值基准Vr2以及检测电阻R1控制，当R1设定后ILpk也就定了；ILr为电感纹波电流，它受输出电压Vo、电感L1的电感量以及关断时间Toff控制，当输出电压Vo恒定，电感L1的感量设定后，同时Toff控制器固定toff，纹波电流值ILr恒定了。这样在固定输出电压的情况下，ILpk恒定，ILr恒定，ILav就恒定了，从而输出电流也就恒定，与输入电压的变化没有关系。
这种控制方式由于电路结构简单、成本低，所以在LED恒流驱动电源中应用很广，但同样其缺点也非常明显，就是当输出电压变化时，ILr就会变化，从而ILav就会发生变化，输出电流就不能恒定了。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是：提供了一种电源恒流输出控制装置装置，使得输出电流在输入电压以及输出电压，甚至电感L1变化时，输出电流始终处于恒定值。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，是通过输出电流采样电路、恒流控制电路和峰值电流控制电路共同实现的，其整体电路结构为：检测电阻R1的一端连接开关管Q1的源极、采样开关S1的一端以及比较器U3的负极，检测电阻R1的另一端接地，采样开关S1的另一端连接采样电阻R2的一端，采样电阻R2的另一端连接采样电容C1的一端节和运放U1的负极，采样电容C1的另一端接地，运放U1的正极连接电流基准Vr1的正极，电流基准Vr1的负极接地，运放U1的输出端连接积分开关S2，积分开关S2的另一端连接积分电容C2的一端和Toff控制器的输入端，积分电容C2的另一端接地，Toff控制器的输出端连接到控制&驱动的一输入端，控制&驱动的另一输入端连接比较器U3的输出端，比较器U3的另一输入端连接电流峰值基准Vr2的正极，电流峰值基准Vr2的负极连接地，控制&驱动的输出端连接迟滞控制器U2和开关管Q1的栅极，迟滞控制器的输出端连接采样开关S1的控制端和积开关S2的控制端，开关管Q1的漏极连接继流二极管D1的阳极和电感L1的一端，继流二极管D1的阴极连接输入电容C3的正极、输出电容C4的正极、DCBUS以及输出正极，电感L1的另一端连接输出电容C4的负极和输出负极。
其中，所述输出电流采样电路通过采样电阻R2、采样电容C1、采样开关S1以及迟滞控制器U2，在开关管Q1导通时，对反应电感电流变化的检测电阻R1进行电压采样，从而得到准确的电感电流平均值，即输出电流的大小，并送到恒流控制电路去控制输出电流，使之始终处于恒定值。
所述恒流控制电路是将输出电流采样电路送来的反应输出电流大小的信号与电流基准Vr1进行比较，并产生误差信号，再通过积分开关S2将误差信号送到积分电容C2，之后积分电容C2上的信号将送到Toff控制器去控制开关管Q1的关断时间，最终实现只要R1设定后，输出电流就恒定了，且与输入电压、输出电压以电感L1的电感量无关。
所述积分开关S2受迟滞控制器的控制，只有在开关管Q1导通时，才将误差信号送至积分电容C2，使得在积分电容C2上的信号能够更加准确反应输出电流的值。
所述峰值电流控制电路由比较器U3、电流峰值基准Vr2以及检测电阻R1组成，是将检测电阻R1上反应电感L1上的电流值大小的信号送至比较器U3，再与电流峰值基准Vr2比较，当等于Vr2时，控制&驱动器将关断开关管Q1，使得输出电流等于设定的值。
本实用新型的有益效果是：采用本实用新型使得输出电流在输入电压以及输出电压，甚至电感L1变化时，输出电流始终处于恒定值。
附图说明
图1是一种传统的基于开关电源BUCK拓扑的输出恒流的电路；
图2是图1恒流电路的恒流原理图；
图3是一种电源恒流输出控制装置具体实施的电路。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示：是一种传统的基于开关电源BUCK拓扑的输出恒流的电路，其原理如图2，它可以很好的在输入电压DCBUS发生变化时恒定输出电流，但是当输出电压发生变化时，它就不能恒定输出电流了。
为解决以上问题，本实用新型提出一种电源恒流输出控制装置，现结合图3来阐述本实用新型的具体实施方式。
本实用新型是通过检测电阻R1、采样开关S1，采样电阻R2以及采样电容C2对电感电流的平均值大小进行采样，此平均电流即为输出电流大小，之后送至运放U1，再与电流基准Vr1比较，并产生误差信号，再将此误差信号送到同样受迟滞控制器U2控制的积分开关S2，再送到积分电容C2，其中迟滞控制器U2只会在开关管Q1导通时，打开采样开关S1。再将积分电容C2上反应的输出电流与设定的输出电流的误差信号送到Toff控制器，设定开关管Q1的关断时间。从而达到使输出电流始终等于电流基准Vr1除以检测电阻R1，那么，输出电流的大小就与输入电压、输出电压以及电感L1的电感量无关，从而实现了真正的输出电流恒定。
同样，可从以下两方面来理解本实用新型的技术方案：
一、采用输出电流采样电路，使得采样到的信号能够准确的反应输出电流的大小。
二、通过将输出电流与电流基准比较产生一误差值，此误差值再通过积分开关、积分电容送到Toff控制器，从而控制开关管的关断时间，最终使得输出电流等于设定的值；其中采样开关和积分开关受迟滞控制器控制，且只有在开关管Q1导通时打开采样开管和积分开关。
Claims (5)
1.一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，包括：输出电流采样电路、恒流控制电路和峰值电流控制电路，其整体电路结构为：
检测电阻R1的一端连接开关管Q1的源极、采样开关S1的一端以及比较器U3的负极，检测电阻R1的另一端接地，采样开关S1的另一端连接采样电阻R2的一端，采样电阻R2的另一端连接采样电容C1的一端节和运放U1的负极，采样电容C1的另一端接地，运放U1的正极连接电流基准Vr1的正极，电流基准Vr1的负极接地，运放U1的输出端连接积分开关S2，积分开关S2的另一端连接积分电容C2的一端和Toff控制器的输入端，积分电容C2的另一端接地，Toff控制器的输出端连接到控制&驱动的一输入端，控制&驱动的另一输入端连接比较器U3的输出端，比较器U3的另一输入端连接电流峰值基准Vr2的正极，电流峰值基准Vr2的负极连接地，控制&驱动的输出端连接迟滞控制器U2和开关管Q1的栅极，迟滞控制器的输出端连接采样开关S1的控制端和积开关S2的控制端，开关管Q1的漏极连接继流二极管D1的阳极和电感L1的一端，继流二极管D1的阴极连接输入电容C3的正极、输出电容C4的正极、DCBUS以及输出正极，电感L1的另一端连接输出电容C4的负极和输出负极。
2.如权利要求1所述的一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，所述输出电流采样电路通过采样电阻R2、采样电容C1、采样开关S1以及迟滞控制器U2，在开关管Q1导通后，对反应电感电流变化的检测电阻R1进行电压采样，并送到恒流控制电路去控制输出电流。
3.如权利要求1所述的一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，所述恒流控制电路是将输出电流采样电路送来的反应输出电流大小的信号与电流基准Vr1进行比较，并产生误差信号，再通过积分开关S2将误差信号送到积分电容C2，之后积分电容C2上的信号将送到Toff控制器去控制开关管Q1的关断时间。
4.如权利要求3所述的一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，所述积分开关S2受迟滞控制器的控制，只有在开关管Q1导通后，将误差信号送至积分电容C2。
5.如权利要求1所述的一种电源恒流输出控制装置，其特征在于，所述峰值电流控制电路由比较器U3、电流峰值基准Vr2以及检测电阻R1组成，是将检测电阻R1上反应电感L1上的电流值大小的信号送至比较器U3，再与电流峰值基准Vr2比较，等于Vr2，则控制&驱动器将关断开关管Q1。
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|---|---|---|---|
| CN2012201190122U CN202550880U (zh) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | 一种电源恒流输出控制装置 |
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| CN (1) | CN202550880U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014032429A1 (zh) * | 2012-08-27 | 2014-03-06 | 上海占空比电子科技有限公司 | 一种带功率因数校正的恒流控制电路及方法 |
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