用于開關(guān)電源變換器的控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及開關(guān)電源變換器，更具體地，本實(shí)用新型提供了一種開關(guān)電源變 換器內(nèi)部用于恒流恒壓模式的控制1C(集成電路）。
【背景技術(shù)】
[0002] 原邊反饋的反激式電源變換器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉而被廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用中， 工作過程包括一恒流充電控制過程((X模式)和一恒壓控制過程(CV模式）。當(dāng)輸出電壓Vo低 于其闊值V〇_max時(shí)，電源變換器工作在恒流充電控制模式;當(dāng)輸出電壓Vo接近于或等于Vo_ max時(shí)，電源變換器工作在恒壓控制模式。
[0003] 圖1為現(xiàn)有原邊反饋的反激式電源變換器的簡(jiǎn)化示圖。D1~D4、C1共同組成整流及 濾波電路，輸出直流電壓;R3、C2組成RC啟動(dòng)電路，為1C電源腳VCC供電；Np、Ns、化UX分別為 初級(jí)繞組、次級(jí)繞組、輔助繞組的應(yīng)數(shù);D5為輸出單向器;Co為輸出電容;Ro為輸出負(fù)載;D6 為供電二極管;M0S為功率開關(guān);Rs為采樣電阻;R1、R2為輔助繞組分壓電阻，1C的FB腳(接收 反饋電壓)接至R1、R2之間。
[0004] 系統(tǒng)上電后，啟動(dòng)電路R3、C2為1C充電，直至1C啟動(dòng)并控制功率管M0S導(dǎo)通和關(guān)斷。 在M0S關(guān)斷期間，次級(jí)繞組為負(fù)載供電，運(yùn)時(shí)輔助繞組為1C供電。
[0005] 圖2為1C內(nèi)部的簡(jiǎn)化示圖，包含兩種工作模式一一'直流模式和恒壓模式。內(nèi)部模塊 包括一采樣/保持模塊，采樣功率管關(guān)斷時(shí)FB腳電壓;一誤差放大器EA模塊，用來放大FB電 壓與基準(zhǔn)電壓化efl之間的差異;一 CV模塊;一退磁/采樣模塊，采樣退磁結(jié)束時(shí)間；一 CC模 塊，與退磁/采樣模塊共同實(shí)現(xiàn)恒流功能;一模式選擇模塊，用來判斷電路工作于CC模式還 是CV模式;OR與RS觸發(fā)器構(gòu)成邏輯模塊;一 Toff, max模塊(最大關(guān)斷時(shí)間模塊），防止輸出電 壓Vo極低時(shí)，CC、CV兩種模式都不工作，貝化Toff，max模塊強(qiáng)制功率管導(dǎo)通；一驅(qū)動(dòng)模塊 DRV;-限流比較器CMP1，用來固定原邊峰值電流。功率管M0SFET和采樣電阻Rs為1C外置器 件。
[0006] 兩種工作模式是通過輸出電壓Vo來判斷，而Vo與FB腳電壓成線性關(guān)系，因此可W 檢測(cè)FB腳電壓來進(jìn)行判斷，F(xiàn)B腳經(jīng)采樣/保持后，電壓若低于某闊值Vth，則模式選擇模塊使 得CC環(huán)路工作，CV環(huán)路不工作;若FB腳經(jīng)采樣/保持后，電壓高于該闊值Vth，則模式選擇模 塊使得CV環(huán)路工作，CC環(huán)路不工作。
[0007] CC工作模式通常采用DCM(不連續(xù)導(dǎo)通)工作方式，圖3為CC模式下，輔助繞組與次 級(jí)電流的波形示圖。其中toN為功率管導(dǎo)通時(shí)間，退磁時(shí)間tDemag與諧振時(shí)間tQ共同構(gòu)成功率 管關(guān)斷時(shí)間。輸出電流可W表示如下：
[000引
[0009]其中Is_pk為次級(jí)邊峰值電流，與原邊峰值電流成比例，而原邊峰值電流由限流比 較器CMP1來固定，故Is_pk為定值;TDemag為退磁時(shí)間，T為開關(guān)周期，現(xiàn)有技術(shù)中，通過CC模塊 固定TDemag與T的比例，通常為1/2,因此實(shí)現(xiàn)了恒流。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)下，輸出電壓Vo的充電速度取決于cc模式的輸出電流。系統(tǒng)剛上電時(shí)，對(duì) 于有限的恒流輸出電流，如果輸出電壓Vo不能很快升到一定值，由于輔助繞組電壓與Vo成 線性關(guān)系，那么輔助繞組的電壓也不足W為1C供電，運(yùn)時(shí)1C由于內(nèi)部消耗，電源電壓VCC容 易被拉至很低甚至低于欠壓點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)起不來。
[0011] 因此，非常希望電源變換器能夠在系統(tǒng)剛上電時(shí)，輸出電流能夠更大，使得輸出電 壓能夠更快地升高，當(dāng)輸出電壓快速上升到某一值后，電源變換器再進(jìn)入恒流工作模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的風(fēng)險(xiǎn)，本實(shí)用新型提供了一種用于恒流恒壓模式的控 審IJIC，可W解決系統(tǒng)由于恒流電流不夠大而不能啟動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0013] 本實(shí)用新型的用于開關(guān)電源變換器的控制電路包括:采樣保持模塊的輸入端連接 輸出電壓的反饋電壓，采樣功率管關(guān)斷時(shí)的反饋電壓;采樣保持模塊的輸出端連接誤差放 大器模塊，誤差放大器模塊用來放大反饋電壓與第一基準(zhǔn)電壓之間的差異;誤差放大器模 塊輸出端通過恒壓控制模塊連接模式選擇模塊的輸入端;退磁采樣模塊的輸入端也連接反 饋電壓，采樣退磁結(jié)束時(shí)間；退磁采樣模塊的輸出端通過恒流充電控制模塊連接模式選擇 模塊的輸入端;所述模式選擇模塊的輸入端還連接第二比較器的輸出端，第二比較器的輸 入端分別連接所述反饋電壓和一個(gè)用于比較的固定電壓，第二比較器用來采樣退磁結(jié)束時(shí) 間；所述第二比較器、恒流充電控制模塊、恒壓控制模塊所在工作環(huán)路分別稱為第一環(huán)路、 第二環(huán)路和第Ξ環(huán)路；
[0014] 模式選擇模塊的輸出端連接或口的一個(gè)輸入端，或口另一輸入端連接一個(gè)最大關(guān) 斷時(shí)間模塊，用于輸出電壓極低致使Ξ個(gè)環(huán)路都不工作時(shí)，強(qiáng)制功率管導(dǎo)通;或口的輸出端 連接RS觸發(fā)器的S端，RS觸發(fā)器的R端連接第一比較器的輸出端，第一比較器的輸入端分別 連接功率管源極和第二基準(zhǔn)電壓，第一比較器用來固定原邊峰值電流;RS觸發(fā)器的Q端通過 驅(qū)動(dòng)模塊連接功率管柵極;退磁結(jié)束時(shí)，從反饋電壓采樣到諧振，模式選擇模塊選擇第一環(huán) 路來控制功率管導(dǎo)通，系統(tǒng)工作在臨界導(dǎo)通模式；當(dāng)反饋電壓高于闊值電壓Vthl但低于闊 值電壓Vth2時(shí)，模式選擇模塊選擇第二環(huán)路工作，系統(tǒng)工作在恒流充電控制模式；當(dāng)反饋電 壓高于闊值電壓Vth2時(shí)，模式選擇模塊選擇第Ξ環(huán)路工作，系統(tǒng)工作在恒壓控制模式。
[0015] 在所述臨界導(dǎo)通模式下，在一個(gè)開關(guān)周期中，開關(guān)周期僅由導(dǎo)通時(shí)間Un和退磁時(shí) 間tDemag兩者組成。
[0016] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:在系統(tǒng)剛上電的初期，輸出電壓還很低的時(shí)候，采用臨界導(dǎo) 通工作模式(BCM)，運(yùn)時(shí)輸出電流很高，勢(shì)必會(huì)使得輸出電壓快速升高，當(dāng)輸出電壓升到某 闊值Vo_thl時(shí)，系統(tǒng)切換為恒流充電控制模式((X模式），采用恒定的電流進(jìn)行充電；當(dāng)輸出 電壓升到另一更高的闊值V〇_th2(Vo_th2接近于Vo_max)時(shí)，系統(tǒng)切換為恒壓控制模式(CV 模式）。運(yùn)樣的工作模式切換可W解決系統(tǒng)上電不能啟動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還能加快充電速度。
【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的原邊反饋反激式電源變換器簡(jiǎn)化示圖。
[0018] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的原邊反饋反激式電源變換器控制1C內(nèi)部框架示圖。
[0019] 圖3是現(xiàn)有技術(shù)的原邊反饋反激式電源變換器工作機(jī)制示圖。
[0020] 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型所示出的原邊反饋反激式電源變換器控制IC內(nèi)部框架示 圖。
[0021] 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型所示出的原邊反饋反激式電源變換器工作機(jī)制示圖。
[0022] 圖6是根據(jù)本實(shí)用新型所示出的原邊反饋反激式電源變換器控制1C內(nèi)部模式選擇 模塊的一部分。
[0023] 圖7是根據(jù)本實(shí)用新型所示出的原邊反饋反激式電源變換器控制1C內(nèi)部模式選擇 模塊的另一部分。
[0024] 圖8是根據(jù)本實(shí)用新型所示出的原邊反饋反激式電源變換