开关电源及其控制电路制造技术

一种开关电源及其控制电路，所述开关电源的控制电路包括峰值电流检测端、反馈端、驱动端、第一电压比较器以及脉冲宽度调制单元，还包括：控制端，适于接收控制电压；基准电压调整单元，适于根据所述控制电压产生峰值比较基准电压：在所述控制电压的电压值等于0V或者大于第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值为第二电压值；在所述控制电压的电压值大于0V且不大于所述第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值等于第三电压值与所述控制电压的电压值之和，所述第三电压值与所述第一电压值之和等于所述第二电压值。本发明专利技术提供的开关电源及其控制电路，降低了所述开关电源的总谐波失真。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及其控制电路
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种开关电源及其控制电路。
技术介绍
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种电源。随着电力电子技术的发展与创新，开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。直流开关电源按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:隔离式开关电源和非隔离式开关电源。图1是常见的一种隔离式开关电源的结构示意图，所述开关电源包括整流桥10、初级滤波电容11、变压器12、开关晶体管13、采样电阻14、控制电路15、整流二极管16以及次级滤波电容17，其中，所述控制电路15通常为集成电路。所述控制电路15包括峰值电流检测端CS、反馈端FB、驱动端DRV、电压比较器151和脉冲宽度调制单元152。所述开关电源中各器件的具体连接关系参考图1所示，在此不再赘述。所述整流桥10适于对输入所述开关电源的交流输入电压Vac进行全波整流，将所述交流输入电压Vac由正负交替的正弦电压整流成为单方向的脉动电压；所述初级滤波电容11适于对所述整流桥10输出的脉动电压进行平滑滤波，产生平滑的直流输入电压Vbus ；所述变压器12适于按一定的电压比将其初级线圈两端的电压感应至其次级线圈；所述开关晶体管13适于在所述驱动端DRV提供的驱动电压的控制下导通或截止；所述采样电阻14适于将流过所述开关晶体管13的电流转换为电压并传输至所述峰值电流检测端CS ;所述控制电路15适于根据所述峰值电流检测端CS的电压和所述反馈端FB的反馈信号提供所述驱动电压；所述整流二极管16和所述次级滤波电容17适于对所述变压器12的次级线圈两端的电压进行整流和滤波，以在所述开关电源的输出端out产生恒定的电压或电流。所述反馈端FB的反馈信号由反馈电路提供。由于所述开关电源具有多种反馈模式，相应地，所述反馈电路也具有多种电路结构。因此，图1没有给出所述反馈电路的具体电路结构。为了满足所述开关电源的负载要求，所述控制电路15具有功率调节功能。具体地，当所述峰值电流检测端CS的电压大于预置的峰值比较基准电压Vref时，代表所述开关电源的输出功率已超出预置的输出功率，所述脉冲宽度调制单元152根据所述电压比较器151输出的比较信号产生低电平的驱动电压，通过所述驱动端DRV输出至所述开关晶体管13的栅极，控制所述开关晶体管13截止；当所述峰值电流检测端CS的电压小于或等于所述峰值比较基准电压Vref时，表示所述开关电源的输出功率未超出预置的输出功率，所述脉冲宽度调制单元152产生的驱动电压由所述反馈端FB的反馈信号决定。当所述开关晶体管13导通时，初级电流Ip经过所述变压器12的初级线圈、所述开关晶体管13和所述采样电阻14到地，所述变压器12的初级线圈储能；当所述开关晶体管13截止时，存储在所述变压器12的初级线圈中的能量经磁路耦合至所述变压器12的次级线圈，经过所述整流二极管16的整流和所述次级滤波电容17的滤波，在所述输出端out产生恒定的电压或电流。为了减小电网损耗和污染，开关电源的功率因素(PF，Power Factor)和总谐波失真(THD, Total Harmonic Distortion)需要满足一定的要求。对于图1所示的开关电源，当其应用的系统功率较小时，可以通过增加填谷(ValleyFill)电路改善其功率因素和总谐波失真。图2是图1所示的开关电源增加填谷电路的结构示意图，填谷电路20包括第一电容201、第二电容202、第一二极管203、第二二极管204以及第三二极管205。本领域技术人员知晓所述填谷电路20的工作原理，在此不再赘述。采用所述填谷电路20后，所述开关电源的功率因数得到了改善，满足相关技术规范的要求。图3是图2所示的开关电源的输入电流在频域展开后各次谐波电流的分布图，横坐标为频率，单位:千赫兹(kHz);纵坐标为输入电流，单位:毫安(mA)。从所述开关电源的输入电流波形可以看出，所述开关电源的输入电流在基波分量的基础上，叠加了很多高次谐波分量。较大的高次谐波分量(例如7次谐波分量和13次谐波分量)存在，导致所述开关电源的总谐波失真无法满足相关技术规范的要求。为了进一步改善所述开关电源的总谐波失真，现有技术中通过在所述填谷电路20中增加电阻以调整所述开关电源的输入电流，所述开关电源的电路结构如图4所示。所述填谷电路还包括限流电阻206，所述限流电阻206与所述第三二极管205串联。由于所述限流电阻206能够减小所述开关电源的输入电流，所述开关电源的总谐波失真能够得到减小，但仍然不能使所述开关电源的总谐波失真满足相关技术规范的要求。并且，所述限流电阻206处于所述第一电容201和所述第二电容202的充电回路内，使得所述第一电容201和所述第二电容202的充电电流减小，增加了充电时的损耗，导致所述开关电源的效率降低。因此，如何在不降低所述开关电源效率的情况下减小总谐波失真仍是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的是开关电源总谐波失真高的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种开关电源的控制电路，包括峰值电流检测端、反馈端、驱动端、第一电压比较器以及脉冲宽度调制单元，还包括:控制端，适于接收控制电压；基准电压调整单元，适于根据所述控制电压产生峰值比较基准电压:在所述控制电压的电压值等于OV或者大于第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值为第二电压值；在所述控制电压的电压值大于OV且不大于所述第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值等于第三电压值与所述控制电压的电压值之和，所述第三电压值与所述第一电压值之和等于所述第二电压值。可选的，所述基准电压调整单元包括:钳位单元，适于在所述控制端的电压值大于所述第一电压值时将所述控制端的电压值限制为所述第一电压值；第二电压比较器，适于对OV电压和所述控制端的电压进行比较以产生比较电平，在所述控制端的电压大于OV电压时产生第一比较电平，否则产生第二比较电平；选择单元，适于接收第一参考电压、所述控制端的电压以及所述第二电压比较器产生的比较电平，在接收到所述第一比较电平时选择所述控制端的电压输出，在接收到所述第二比较电平时选择所述第一参考电压输出，所述第一参考电压的电压值等于所述第一电压值；加法器，适于叠加第二参考电压和所述选择单元输出的电压以产生所述峰值比较基准电压，所述第二参考电压的电压值等于所述第三电压值。基于上述开关电源的控制电路，本专利技术还提供一种开关电源，包括整流桥、填谷电路以及开关晶体管，还包括:上述开关电源的控制电路；采样电路，适于对所述填谷电路的半波信号节点的电压进行采样以产生所述控制电压。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术技术方案提供的开关电源及其控制电路，通过在所述控制电路中设置基准电压调整单元，产生电压值可随所述开关电源的交流输入电压变化而变化的峰值比较基准电压。在直流输入电压较低时，所述基准电压调整单元产生的峰值比较基准电压相应降低。由于所述开关电源的原边电流的最大电流值与所述峰值比较基准电压呈正相关变化，所述峰值比较基准电压降低使所述原边电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的控制电路，包括峰值电流检测端、反馈端、驱动端、第一电压比较器以及脉冲宽度调制单元，其特征在于，还包括：控制端，适于接收控制电压；基准电压调整单元，适于根据所述控制电压产生峰值比较基准电压：在所述控制电压的电压值等于0V或者大于第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值为第二电压值；在所述控制电压的电压值大于0V且不大于所述第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值等于第三电压值与所述控制电压的电压值之和，所述第三电压值与所述第一电压值之和等于所述第二电压值。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的控制电路，包括峰值电流检测端、反馈端、驱动端、第一电压比较器以及脉冲宽度调制单元，其特征在于，还包括: 控制端，适于接收控制电压； 基准电压调整单元，适于根据所述控制电压产生峰值比较基准电压: 在所述控制电压的电压值等于OV或者大于第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值为第二电压值； 在所述控制电压的电压值大于OV且不大于所述第一电压值时，所述峰值比较基准电压的电压值等于第三电压值与所述控制电压的电压值之和，所述第三电压值与所述第一电压值之和等于所述第二电压值。2.如权利要求1所述的开关电源的控制电路，其特征在于，所述基准电压调整单元包括: 钳位单元，适于在所述控制端的电压值大于所述第一电压值时将所述控制端的电压值限制为所述第一电压值； 第二电压比较器，适于对OV电压和所述控制端的电压进行比较以产生比较电平，在所述控制端的电压大于OV电压时产生第一比较电平，否则产生第二比较电平； 选择单元，适于接收第一参考电压、所述控制端的电压以及所述第二电压比较器产生的比较电平，在接收到所述第一比较电平时选择所述控制端的电压输出，在接收到所述第二比较电平时选择所述第一参考电压输出，所述第一参考电压的电压值等于所述第一电压值； 加法器，适于叠加第二参考电压和所述选择单元输出的电压以产生所述峰值比较基准电压，所述第二参考电压的电压值等于所述第三电压值。3.如权利要求2所述的开关电源的控制电路，其特征在于，所述钳位单元包括稳压二极管，所述稳压二极管的稳定电压的电压值等于所述第一电压值； 所述稳压二极管的阴极连接所述控制端，所述稳压二极管的阳极接地。4.如权利要求2所述的开关电源的控制电路，其特征在于，所述钳位单元包括晶体管和运算放大器； 所述晶体管的控制电极连接所述运算放大器的输出端，所述晶体管的第一电极连接所述控制端和所述运算放大器的反相输入端，所述晶体管的第二电极接地； 所述运算放大器的同相输入端适于输入所述第一参考电压。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠，任雪刚，
申请(专利权)人：常州明石晶电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32