一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的控制变换器输出电流电压特性曲线的装置，包括：副边输出电压采样单元、电流运算单元、乘法器和控制单元；副边输出电压采样单元，用于对副边输出电压进行采样；电流运算单元，用于根据副边输出电压采样单元采样的电压信号及副边输出电压与输出电流的线性关系计算出电流信号；乘法器，用于将电压信号和电流信号相乘计算出控制信号；控制单元，用于由控制信号控制原边的开关管的开关频率，开关频率与控制信号成正比。本发明专利技术通过在现有基础上改变ＰＷＭ控制器的内部结构实现特性曲线的控制，不需要对ＰＷＭ控制器的外部电路进行改进，也不需要增加其他器件，这样简化了电路结构，降低了整个变换器的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源控制
，特别涉及一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置。
技术介绍
通常情况下，在普通的电池充电器和适配器中，为了保证在低输出电压下，保持一 个恒定的输出电流，其输出电流_电压的特性曲线是垂直翻转设计的，参见图1所示。这种 垂直翻转的输出电流_电压特性曲线的特点是在不同的输出电压时具有相同的输出电流。 现有技术中实现恒定电流输出的控制方法包括副边控制和原边控制。由于原边控制相比于 副边控制具有很高的性价比，因此大部分采用原边控制。 参见现有技术中原边控制的图2a和图2b，其中，图2a是现有技术中原边控制的变 换器电路图，图2b是图2a中P丽控制器的内部结构图。电压检测模块201包括变压器和 分压电阻，用于检测副边的输出电压，副边的输出电压由辅助绕组间接得到，检测的输出电 压反馈到P丽控制器202的FB端。如图2b所示，检测的输出电压经过运放模块202进行 运算放大后输出给恒压控制器203，最终产生控制原边开关管的控制信号，控制信号由OUT 端输出。 目前实现恒定输出电流控制的原理是根据原边峰值电流和副边导通占空比成一 定关系来实现，如图2b中的恒流控制器204和原边峰值电流检测模块205就是用来实现恒 定输出电流的。变换器工作在不连续工作模式DCM(Discontinue Current Mode)或不连续 工作临界模式DCMB(DiscontinueCurrent Mode Boundary)下，输出电流即副边的平均电流 主要与原边峰值电流与副边导通占空比有关，所以要满足恒定输出电流的要求，只需保持 副边导通占空比和原边峰值电流的乘积不变即可。 但是，有些负载在低输出电压时仍需要一个大电流工作，并且输出电压越低输出 电流越大。如图3所示在低输出电压下实现大电流输出的输出电流电压特性曲线图。其中， 曲线1是输出电流_电压特性曲线，曲线2是输出电流-功率特性曲线。 目前实现图3所示的曲线1的输出电流-电压的特性曲线大部分采用改变原边 的峰值电流或副边导通占空比，根据不同的输出电压或与输出电压有预定比例的电压信号 通过P丽控制器外围线路来改变原边的峰值电流或副边导通占空比，以实现不同的输出电 流_电压特性曲线的斜率。但是，通过P丽控制器外围线路实现这种倾斜输出电流-电压 特性曲线的方式会增加系统器件数目，从而增加成本，并且这种方式不能实现精确采样来 实现一个线性输出曲线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置， 能够实现低输出电压下实现大电流输出的特性曲线。 本法明提供一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置，包括副边输出电压采样单元、电流运算单元、乘法器和控制单元； 所述副边输出电压采样单元，用于对副边输出电压进行采样； 所述电流运算单元，用于根据所述副边输出电压采样单元采样的电压信号及副边 输出电压与输出电流的线性关系计算出电流信号； 所述乘法器，用于将所述电压信号和电流信号相乘计算出控制信号； 所述控制单元，用于由所述控制信号控制原边的开关管的开关频率，所述开关频率与所述控制信号成正比。 优选地，所述副边输出电压采样单元包括第一采样电阻和第二采样电阻； 辅助绕组的异名端依次通过串联的所述第一采样电阻和第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和第二采样电阻的公共端连接所述电流运算单元的输入端。 优选地，所述电流运算单元包括第一运放、第一电阻和第二电阻； 第一运放的正输入端连接预设的参考电压，副边输出电压采样单元的输出端通过第二电阻连接第一运放的负输入端，第一运放的输出端通过第一电阻连接第一运放的负输入端；第一运放的输出端连接所述乘法器的输入端。 优选地，所述控制单元包括镜像电流源、可调电阻、电容、开关、预设参考电源和比 较器； 乘法器的输出端连接所述镜像电流源的第一输入端，镜像电流源的第二输入端通 过可调电阻接地； 镜像电流源的第一输出端接地，第二输出端连接比较器的负输入端； 比较器的正输入端通过预设参考电源接地，预设参考电源的正极连接比较器的正输入端，负极接地； 电容连接比较器的负输入端，开关连接比较器的负输入端； 比较器的输出信号作为整个控制单元的输出信号。 优选地，还包括采样保持单元，所述采样保持单元用于将副边输出电压采样单元 采样的电压进行采样保持后发送给所述电流运算单元。 优选地，所述副边输出电压采样单元包括第一二极管和第一电容； 辅助绕组的异名端依次通过串联的所述第一二极管和第一电容接地，所述第一二极管和第一电容的公共端连接所述电流运算单元的输入端。 本专利技术还提供一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置，包括副边输出电 压采样单元、电流运算单元、乘法器、原边峰值电流控制单元、恒流控制器和恒压控制器； 所述副边输出电压采样单元，用于对副边输出电压进行采样； 所述电流运算单元，用于根据所述副边输出电压采样单元采样的电压信号及副边 输出电压与输出电流的线性关系计算出电流信号； 所述乘法器，用于将所述电压信号和电流信号相乘计算出控制信号； 所述原边峰值电流控制单元，用于根据所述控制信号和原边峰值电流采样信号获得第二控制信号，将所述第二控制信号分别发送给所述恒流控制器和恒压控制器； 所述恒压控制器，用于根据所述第二控制信号决定原边的导通时间，根据采样的电压信号来改变原边的开关周期，以实现恒定输出电压的特性； 所述恒流控制器，用于根据所述第二控制信号决定原边的导通时间，根据预设的副边导通占空比的关系来实现恒定输出电流的特性。 优选地，所述电流运算单元包括第一运放、第一电阻和第二电阻； 第一运放的正输入端连接预设的参考电压，副边输出电压采样单元的输出端通过第二电阻连接第一运放的负输入端，第一运放的输出端通过第一电阻连接第一运放的负输入端；第一运放的输出端连接所述乘法器的输入端。 优选地，所述控制单元包括镜像电流源、可调电阻、电容、开关、预设参考电源和比 较器； 乘法器的输出端连接所述镜像电流源的第一输入端，镜像电流源的第二输入端通 过可调电阻接地； 镜像电流源的第一输出端接地，第二输出端连接比较器的负输入端； 比较器的正输入端通过预设参考电源接地； 电容连接比较器的负输入端，开关连接比较器的负输入端； 比较器的输出信号作为整个控制单元的输出信号。 优选地，所述副边输出电压采样单元包括第一采样电阻和第二采样电阻； 辅助绕组的异名端依次通过串联的所述第一采样电阻和第二采样电阻接地，所述第一采样电阻和第二采样电阻的公共端连接所述电流运算单元的输入端； 或， 所述副边输出电压采样单元包括第一二极管和第一电容； 辅助绕组的异名端依次通过串联的所述第一二极管和第一电容接地，所述第一二极管和第一电容的公共端连接所述电流运算单元的输入端。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点 该装置通过P丽控制器内部改变原边峰值电流或开关管的开关频率来实现输出 电流电压特性曲线的控制。由于输出功率是输出电流与输出电压的乘积，并且输出功率仅 与原边峰值电流和开关管的开关频率这两个参数有线性关系，因此，本专利技术通过在现有基 础上改变P丽控制器的内部结构实现特性曲线的控制，不需要对P丽控制器的外部电路进 行改进，也不需要增加其他器件，这样简化了电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置，其特征在于，包括：副边输出电压采样单元、电流运算单元、乘法器和控制单元；所述副边输出电压采样单元，用于对副边输出电压进行采样；所述电流运算单元，用于根据所述副边输出电压采样单元采样的电压信号及副边输出电压与输出电流的线性关系计算出电流信号；所述乘法器，用于将所述电压信号和电流信号相乘计算出控制信号；所述控制单元，用于由所述控制信号控制原边的开关管的开关频率，所述开关频率与所述控制信号成正比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宿清华，李钧，方邵华，
申请(专利权)人：BCD半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：KY[开曼群岛]