CN208673174U - 一种应用于ac-dc系统的恒流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于集成电路技术领域，提供了一种应用于AC‑DC系统的恒流装置，包括偏置电流模块、电容模块和比较器模块，所述偏置电流模块、电容模块和比较器模块依次电连接。本实用新型采用开关控制恒流，无需环路控制，结构设计简单，恒流精度高，无环路稳定性问题。

Description

一种应用于AC-DC系统的恒流装置

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，具体涉及一种应用于AC-DC系统的恒流装置。

背景技术

如图1所示的电路是现有技术中典型的AC-DC系统应用电路，该电路中的芯片为控制芯片，通过控制芯片与三极管、电阻、电容、肖特基二极管等外部器件一起，构成了AC-DC系统应用电路。

图2为上述控制芯片的内部电路结构图，现有技术是将CS电压作为运算放大器AMP1的正输入端，基准电压VREF1作为运算放大器AMP1的负输入端，运算放大器的输出接后续比较器COMP1的正输入端，比较器COMP1的负输入端接基准电压VREF2，比较器是输出信号为PWM，用来控制三极管的开和关。

现有技术是一个大的环路控制系统，传统恒流电路的环路控制结构，具有设计难度高、稳定性差的缺点。

实用新型内容

针对以上问题的不足，本实用新型提供了一种应用于AC-DC系统的恒流装置，采用开关控制恒流，无需环路控制，结构设计简单，恒流精度高，无环路稳定性问题。

本实用新型提供了一种应用于AC-DC系统的恒流装置，包括偏置电流模块、电容模块和比较器模块，所述偏置电流模块、电容模块和比较器模块依次电连接。

优选地，所述偏置电流模块包括mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、开关管SW1、开关管SW2、mos管N1、mos管N2和mos管N3；

mos管N1、mos管N2、mos管N3的源极和衬底均接地；mos管P1、mos管P2、mos管P5的源极和衬底均接电源；mos管N2的栅极和漏极短接，mos管P1的栅极和漏极短接，mos管P3的栅极和漏极短接；

mos管N1的栅极接偏置电压，mos管N1的漏极接mos管P3的栅极和mos管P4的栅极；

mos管P3的衬底接电源，mos管P3的源极接mos管P1的栅极、mos管P2的栅极以及mos管P5的栅极；

mos管P4的衬底接电源，mos管P4的源极接mos管P2的漏极，mos管P4的漏极接mos管N2的栅极以及mos管N3的栅极；

mos管P5的漏极经依次串联的开关管SW1和开关管SW2接mos管N3的漏极；

开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容模块。

优选地，所述电容模块包括电容C1；

开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地。

优选地，所述比较器模块包括pmos管P6、pmos管P7、pmos管P8、pmos管P9、nmos管N4、nmos管N5、nmos管N6、nmos管N7和nmos管N8；

mos管N6、mos管N7、mos管N8的源极和衬底均接地，mos管P6、mos管P7、mos管P8、mos管P9的源极和衬底均接地；

mos管P6的栅极和漏极短接，mos管N4的衬底和源极短接，mos管N5的衬底和源极短接；

mos管N4的栅极接电容C1的一端，mos管的漏极接mos管P6的栅极以及mos管P7的栅极，

mos管N5的栅极接基准电压，mos管N5和mos管P7的漏极均接mos管P8的栅极；mos管N5和mos管N4的源极均接mos管N6的漏极；

mos管N6的栅极接偏置电压；

mos管N7的栅极接偏置电压，mos管N7和mos管P8的漏极均接mos管P9和mos管N8的栅极；

mos管P9和mos管N8的漏极并接为本装置的输出端。

优选地，所述mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、mos管P6、mos管P7、mos管P8和mos管P9均为P沟道的mos管；

mos管N1、mos管N2、mos管N3、mos管N4、mos管N5、mos管N6、mos管N7和mos管N8均为N沟道的mos管。

优选地，所述开关管SW1和开关管SW2均采用cmos管。

由上述方案可知，本实用新型采用开关控制恒流，无需环路控制，结构设计简单，恒流精度高，无环路稳定性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为现有技术中AC-DC系统应用电路的电路结构图；

图2为现有技术中控制芯片的内部电路结构图；

图3为现有技术中AC-DC系统应用电路的各信号波形图；

图4为本实施例中应用于AC-DC系统的恒流装置的原理框图；

图5为本实施例中应用于AC-DC系统的恒流装置的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

实施例：

本实用新型提供了一种应用于AC-DC系统的恒流装置，如图4所示，包括偏置电流模块、电容模块和比较器模块，所述偏置电流模块、电容模块和比较器模块依次电连接。

如图5所示，所述偏置电流模块包括mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、开关管SW1、开关管SW2、mos管N1、mos管N2和mos管N3；

mos管N1、mos管N2、mos管N3的源极和衬底均接地；mos管P1、mos管P2、mos管P5的源极和衬底均接电源；mos管N2的栅极和漏极短接，mos管P1的栅极和漏极短接，mos管P3的栅极和漏极短接；

mos管N1的栅极接偏置电压，mos管N1的漏极接mos管P3的栅极和mos管P4的栅极；

mos管P3的衬底接电源，mos管P3的源极接mos管P1的栅极、mos管P2的栅极以及mos管P5的栅极；

mos管P4的衬底接电源，mos管P4的源极接mos管P2的漏极，mos管P4的漏极接mos管N2的栅极以及mos管N3的栅极；

mos管P5的漏极经依次串联的开关管SW1和开关管SW2接mos管N3的漏极；

开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容模块。

如图5所示，所述电容模块包括电容C1；开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地。

如图5所示，所述比较器模块包括pmos管P6、pmos管P7、pmos管P8、pmos管P9、nmos管N4、nmos管N5、nmos管N6、nmos管N7和nmos管N8；

mos管N6、mos管N7、mos管N8的源极和衬底均接地，mos管P6、mos管P7、mos管P8、mos管P9的源极和衬底均接地；

mos管P6的栅极和漏极短接，mos管N4的衬底和源极短接，mos管N5的衬底和源极短接；

mos管N4的栅极接电容C1的一端，mos管的漏极接mos管P6的栅极以及mos管P7的栅极，

mos管N5的栅极接基准电压，mos管N5和mos管P7的漏极均接mos管P8的栅极；mos管N5和mos管N4的源极均接mos管N6的漏极；

mos管N6的栅极接偏置电压；

mos管N7的栅极接偏置电压，mos管N7和mos管P8的漏极均接mos管P9和mos管N8的栅极；

mos管P9和mos管N8的漏极并接为本装置的输出端。

其中，所述mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、mos管P6、mos管P7、mos管P8和mos管P9均为P沟道的mos管；

mos管N1、mos管N2、mos管N3、mos管N4、mos管N5、mos管N6、mos管N7和mos管N8均为N沟道的mos管。

所述开关管SW1和开关管SW2均采用cmos管。

本实施例中mos管N4和mos管N5作为比较器模块的差分输入端，mos管P6和mos管P7组成电流镜，其中mos管P6为二极管连接方式，给mos管P7提供镜像电流，当mos管N4的栅极电压增大时，流过mos管N4的电流也会随之增大，将mos管P6的栅极拉低，从而导致流过mos管P6的电流增大，mos管P7镜像而来的电流也随之增大，结果是使得mos管P8的栅极电压升高，最终导致比较器模块的输出端out变高。反之，当mos管N4的栅极电压降低时，比较器模块的输出端out同样会降低。由此推导出mos管N4的栅极为比较器模块的正向输入端，mos管N5的栅极为比较器模块的负向输入端。

如图3所示，为现有技术中AC-DC系统应用电路的各信号波形图，该图中，OUT为三极管的基极控制信号，Ip为初级线圈的电流，Is为次级线圈的电流，FB为反馈端的电压波形。从上面的波形可以看出，当三极管基极电位为高时，初级线圈导通(也就是Tonp)，初级线圈电流开始线性上升，当初级线圈电流上升到一定程度时，会触发芯片内部的峰值电流保护，三极管关闭。此时，次级线圈开始导通(也就是Tons)，次级线圈的电流开始逐渐减小，一直到减小到零。此后变压器进入关闭阶段，也就是Toff阶段。然后下一周期开始。

本实施例的原理是利用TONS与TONP的时间对电容C1充电，此时开关管SW1导通，开关管SW2断开；TOFF的时间对电容C1放电，此时开关管SW1断开，开关管SW2导通；从而使得电容C1上的电压始终保持在基准电压附近。最终使得TONS+TONP＝TOFF，使得通过CS端的平均电流恒定，从而达到了恒流的效果。

综上所述，与传统的技术相比，本实施例采用开关控制恒流，无需环路控制，结构设计简单，恒流精度高，无环路稳定性问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (3)

1.一种应用于AC-DC系统的恒流装置，其特征在于，包括偏置电流模块、电容模块和比较器模块，所述偏置电流模块、电容模块和比较器模块依次电连接；

所述偏置电流模块包括mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、开关管SW1、开关管SW2、mos管N1、mos管N2和mos管N3；

mos管N1、mos管N2、mos管N3的源极和衬底均接地；mos管P1、mos管P2、mos管P5的源极和衬底均接电源；mos管N2的栅极和漏极短接，mos管P1的栅极和漏极短接，mos管P3的栅极和漏极短接；

mos管N1的栅极接偏置电压，mos管N1的漏极接mos管P3的栅极和mos管P4的栅极；

mos管P3的衬底接电源，mos管P3的源极接mos管P1的栅极、mos管P2的栅极以及mos管P5的栅极；

mos管P4的衬底接电源，mos管P4的源极接mos管P2的漏极，mos管P4的漏极接mos管N2的栅极以及mos管N3的栅极；

mos管P5的漏极经依次串联的开关管SW1和开关管SW2接mos管N3的漏极；

开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容模块；

所述电容模块包括电容C1；

开关管SW1和开关管SW2的公共端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；

所述比较器模块包括pmos管P6、pmos管P7、pmos管P8、pmos管P9、nmos管N4、nmos管N5、nmos管N6、nmos管N7和nmos管N8；

mos管N6、mos管N7、mos管N8的源极和衬底均接地，mos管P6、mos管P7、mos管P8、mos管P9的源极和衬底均接地；

mos管P6的栅极和漏极短接，mos管N4的衬底和源极短接，mos管N5的衬底和源极短接；

mos管N4的栅极接电容C1的一端，mos管的漏极接mos管P6的栅极以及mos管P7的栅极，

mos管N5的栅极接基准电压，mos管N5和mos管P7的漏极均接mos管P8的栅极；mos管N5和mos管N4的源极均接mos管N6的漏极；

mos管N6的栅极接偏置电压；

mos管N7的栅极接偏置电压，mos管N7和mos管P8的漏极均接mos管P9和mos管N8的栅极；

mos管P9和mos管N8的漏极并接为本装置的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种应用于AC-DC系统的恒流装置，其特征在于，所述mos管P1、mos管P2、mos管P3、mos管P4、mos管P5、mos管P6、mos管P7、mos管P8和mos管P9均为P沟道的mos管；

mos管N1、mos管N2、mos管N3、mos管N4、mos管N5、mos管N6、mos管N7和mos管N8均为N沟道的mos管。

3.根据权利要求2所述的一种应用于AC-DC系统的恒流装置，其特征在于，所述开关管SW1和开关管SW2均采用cmos管。