專利名稱：一種控制電路以及開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路控制領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種控制電路以及開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源被廣泛的應(yīng)用在計算機(jī)、電力設(shè)備、儀器儀表、LED照明、醫(yī)療器械、軍工設(shè)備等領(lǐng)域。通常，開關(guān)電源是將外接交流電(如市電220V、380V等)轉(zhuǎn)換成一穩(wěn)定的直流電以供給負(fù)載。請參閱圖1，為由Boost電路10和DC-DC電路20構(gòu)成的兩級恒流驅(qū)動電路的開關(guān)電源的電路圖，其中，Boost電路10包括電感L1、二極管D1、電阻R1、電阻R2、開關(guān)管S1、驅(qū)動控制電路101、補(bǔ)償電路102以及運(yùn)算放大器II。其中，電阻Rl和電阻R2采樣Boost電路10的輸出電壓Va，并將檢測到的電壓信號輸入到運(yùn)算放大器Il的反相輸入端(也稱電壓環(huán)的反相輸入端，因該運(yùn)算放大器Il及其外圍電路起到穩(wěn)定輸出電壓的環(huán)路作用)，該運(yùn)算放大器Il將該電壓信號與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較,輸出一控制信號至驅(qū)動控制電路101的輸入端，實現(xiàn)對開關(guān)管SI的通斷控制，進(jìn)而使得Boost電路10的輸出電壓Va等于基準(zhǔn)電壓Vref設(shè)定的電壓。而,基于Boost電路的工作原理,只有當(dāng)Boost電路的輸出電壓Va高于Boost電路的輸入電壓Vin時，該Boost電路能正常工作。結(jié)合圖1，不難發(fā)現(xiàn)，Boost電路10的輸出電壓Va為DC-DC電路20的輸入電壓，而當(dāng)DC-DC電路20為恒流輸出電路時，DC-DC電路20的輸出電壓Vo大小取決于負(fù)載。當(dāng)DC-DC電路的效率在某一輸出電壓值時達(dá)到最大值時，如果負(fù)載發(fā)生變化，使DC-DC電路的效率不能達(dá)到最大值。綜上，如何提供一種方式，既能滿足Boost電路的輸出電壓高于輸入電壓，又能使DC-DC電路的工作效率最高，是當(dāng)前亟待解決的一大問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種控制電路以及開關(guān)電源，以克服現(xiàn)有技術(shù)中不能同時滿足Boost電路的輸出電壓高于輸入電壓，又能使DC-DC電路的工作效率最高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種控制電路，應(yīng)用于前級為Boost電路、后級為DC-DC電路的兩級恒流驅(qū)動電路:所述控制電路用于根據(jù)所述Boost電路的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，輸出控制信號Vc控制所述Boost電路的輸出電壓Va，使Boost電路的輸出電壓Va高于所述Boost電路的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路的輸出電壓Vo的升高而升高、降低而降低。優(yōu)選的，包括:輸入檢測電路、選擇電路以及輸出檢測電路；所述輸入檢測電路用于檢測所述Boost電路的輸入電壓Vin，并輸出第一檢測信號;
所述輸出檢測電路用于檢測所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，并輸出第二檢測信號;所述選擇電路分別與所述輸入檢測電路以及所述輸出檢測電路相連，用于選擇所述第一檢測信號與所述第二檢測信號中較大的信號作為控制信號，并輸出所述控制信號。優(yōu)選的，所述輸入檢測電路通過將所述Boost電路的輸入電壓Vin進(jìn)行分壓和峰值保持處理后得到第一檢測信號。優(yōu)選的，所述選擇電路包括:第一二極管和第二二極管；所述第一二極管的陽極作為所述選擇電路的第一輸入端，與所述輸入檢測電路的輸出端相連；所述第二二極管的陽極作為所述選擇電路的第二輸入端，與所述輸出檢測電路的輸出端相連；所述第一二極管的陰極與所述第二二極管的陰極相連，其公共連接端作為所述選擇電路的輸出端。優(yōu)選的，所述選擇電路的輸出端連接所述Boost電路中電壓環(huán)的正相輸入端或者通過反比例放大器連接所述Boost電路中電壓環(huán)的反相輸入端。優(yōu)選的，當(dāng)所述DC-DC電路為恒流輸出的隔離型電路時，所述輸出檢測電路通過該DC-DC電路中的變壓器的輔助繞組得到第二檢測信號。一種開關(guān)電源，包括上述任意一項控制電路。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種控制電路，應(yīng)用于兩級恒流驅(qū)動電路，該兩級驅(qū)動電路的前級為Boost電路、后級為DC-DC電路，該控制電路用于根據(jù)所述Boost電路的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路的輸出電壓Vo,輸出控制信號Vc控制所述Boost電路的輸出電壓Va，使Boost電路的輸出電壓Va高于所述Boost電路的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路的輸出電壓Vo的升高而升高、降低而降低。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中兩級恒流驅(qū)動電路的開關(guān)電源的電路圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種控制電路的又一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為輸入信號Vin經(jīng)整流橋整流后的電壓波形圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的一種選擇電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的一種選擇電路的又一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實施例一請參閱附圖2，為本發(fā)明提供一種控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制電路30應(yīng)用于前級為Boost電路10、后級為DC-DC電路20的兩級恒流驅(qū)動電路,其中:控制電路30用于根據(jù)所述Boost電路10的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路20的輸出電壓Vo，輸出控制信號Vc控制所述Boost電路10的輸出電壓Va，使Boost電路20的輸出電壓Va高于所述Boost電路10的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路20的輸出電壓Vo的升高而升高、降低而降低。具體的，其工作原理為:現(xiàn)有技術(shù)中Boost電路10的輸出電壓Va由電壓環(huán)中的基準(zhǔn)電壓Vref決定，本發(fā)明的控制電路30的輸出控制信號Vc至電壓環(huán)的輸入端(也即圖2中運(yùn)算放大器Il的輸入端)，這樣，使Boost電路10的輸出電壓Va由電壓環(huán)中的基準(zhǔn)電壓Vref和控制信號Vc共同決定；而控制信號Vc是根據(jù)輸入電壓Vin和DC-DC電路輸出電壓Vo得到的。即:當(dāng)Boost電路10的輸出電壓Va高于輸入電壓Vin時，控制信號Vc與DC-DC電路輸出電壓Vo相關(guān)，將DC-DC電路輸出電壓Vo相關(guān)的信號反饋到Boost電路電壓環(huán)的輸入端。當(dāng)DC-DC電路的輸出電壓Vo升高時，Boost電路的輸出電壓Va隨之升高；而當(dāng)DC-DC電路的輸出電壓Vo降低時,Boost電路的輸出電壓Va隨之降低,直至Boost電路輸出電壓Va的下限值(該下限值大于輸入電壓Vin的峰值、且與所述峰值相差在一定范圍內(nèi))。此時，若DC-DC電路的輸出電壓Vo繼續(xù)降低，則控制信號Vc將與輸入電壓Vin相關(guān)，將輸入電壓Vin的峰值反饋到Boost電路的電壓環(huán)的輸入端,保證Boost電路的輸出電壓Va大于輸入電壓Vin的峰值，且與所述峰值相差在一定范圍內(nèi)。在控制信號Vc將與輸入電壓Vin相關(guān)時，若輸入電壓Vin升高，則Boost電路的輸出電壓Va隨之升高,若在某一穩(wěn)態(tài)之后輸入電壓Vin降低,此時,控制信號Vc將不與輸入電壓相關(guān)，而與DC-DC電路的輸出電壓Vo相關(guān),此后的工作原理與上述描述的控制信號Vc與DC-DC電路輸出電壓Vo相關(guān)的工作原理相同。Boost電路10的輸出電壓Va在高于輸入電壓Vin的情況下隨DC-DC電路的輸出電壓Vo的變化而變化，實現(xiàn)DC-DC電路20的工作效率在最高點。綜上，本實施例提供的控制電路30既能滿足Boost電路10的輸出電壓Va高于輸入電壓Vin，又能使DC-DC電路20的工作效率最高。實施例二在實施例一的基礎(chǔ)上，本實施例還提供了一種具體的控制電路的電路結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括:輸入檢測電路302、選擇電路301以及輸出檢測電路303。其中，各個電路的連接關(guān)系為:輸入檢測電路302與Boost電路10的輸入端相連，用于檢測Boost電路10的輸入電壓Vin,并輸出第一檢測信號Vl ；輸出檢測電路303與DC-DC電路20的輸出端相連，用于檢測DC-DC電路20的輸出電壓Vo，并輸出第二檢測信號V2 ；選擇電路302分別與輸入檢測電路301以及輸出檢測電路303相連，用于比較第一檢測信號與第二檢測信號的大小，輸出控制信號Vc。
與實施例一相同，控制信號Vc可以接入運(yùn)算放大器Il的任一輸入端，其中，選擇電路可以包括:第一二極管D3和第二二極管D4，如圖5所示。其中，第一二極管D3的陽極作為選擇電路301的第一輸入端，與輸入檢測電路302的輸出端相連；第二二極管D4的陽極作為選擇電路301的第二輸入端，與輸出檢測電路303的輸出端相連；第一二極管D3的陰極與第二二極管D4的陰極相連，其公共連接端作為選擇電路301的輸出端。當(dāng)控制電路連接Boost電路中電壓環(huán)的同相輸入端時，選擇電路的輸出端直接連接Boost電路中電壓環(huán)的同相輸入端。其工作原理為: 在選擇電路中，第一二極管D3的陽極輸入第一檢測信號Vl，第二二極管D4的陽極連輸入第二檢測信號V2，當(dāng)?shù)谝粰z測信號Vl大于第二檢測信號V2時，第一二極管D3導(dǎo)通，選擇電路301的控制信號Vc等于第一檢測信號Vl ;當(dāng)?shù)诙z測信號V2大于第一檢測信號Vl時，第二二極管D4導(dǎo)通，選擇電路301的控制信號Vc等于第二檢測信號V2。需要說明的是，在實際應(yīng)用中，第一二極管D3和第二二極管D4往往具有導(dǎo)通壓降，如0.7V，此時，若第一檢測信號Vl大于第二檢測信號V2時，則選擇電路輸出的控制信號Vc將小于第一檢測信號VI,且與第一檢測信號Vl相差二極管的導(dǎo)通壓降(V1-0.7);若第二檢測信號V2大于第一檢測信號Vl時，選擇電路輸出的控制信號Vc也將與第一檢測信號V2相差二極管導(dǎo)通壓降。而選擇電路輸出的控制信號Vc至電壓環(huán)的同相輸入端(也即圖2中運(yùn)算放大器11的同相輸入端)，Boost電路10的輸出電壓Va由電壓環(huán)中的基準(zhǔn)電壓Vref和控制信號Vc共同決定；而控制信號Vc是根據(jù)輸入電壓Vin和DC-DC電路輸出電壓Vo得到的。即:選取合適的輸入和輸出檢測電路的值，使當(dāng)Boost電路10的輸出電壓Va高于輸入電壓Vin時，選擇電路中的第二二極管D4導(dǎo)通，控制信號Vc等于第二檢測信號V2，而第二檢測信號V2為DC-DC電路輸出電壓Vo的檢測信號，控制信號Vc將DC-DC電路輸出電壓Vo的信息反饋到Boost電路電壓環(huán)的輸入端，實現(xiàn):當(dāng)DC-DC電路的輸出電壓Vo升高時，Boost電路的輸出電壓Va隨之升高；而當(dāng)DC-DC電路的輸出電壓Vo降低時，Boost電路的輸出電壓Va隨之降低,直至Boost電路輸出電壓Va的下限值(該下限值大于輸入電壓Vin的峰值、且與所述峰值相差在一定范圍內(nèi))。此時，若DC-DC電路的輸出電壓Vo繼續(xù)降低，則選擇電路中第一二極管D3導(dǎo)通，控制信號Vc等于第一檢測信號VI，而第一檢測信號Vl為輸入電壓Vin的檢測信號，控制信號Vc將輸入電壓Vin的峰值的信息反饋到Boost電路的電壓環(huán)的輸入端，保證Boost電路的輸出電壓Va大于輸入電壓Vin的峰值，且與所述峰值相差在一定范圍內(nèi)。在選擇電路中第一二極管D3導(dǎo)通、控制信號Vc等于第一檢測信號Vl時,若輸入電壓Vin升高，第一檢測信號Vl升高，則Boost電路的輸出電壓Va隨之升高，若在某一穩(wěn)態(tài)(即在第一二極管導(dǎo)通、控制信號Vc等于第一檢測信號時，通過本發(fā)明控制電路控制Boost電路的輸出電壓達(dá)到穩(wěn)態(tài)值)之后輸入電壓Vin降低,第一檢測信號Vl降低,此時,選擇電路中第二二極管D4導(dǎo)通，控制信號Vc等于第二檢測信號V2，而將DC-DC電路的輸出電壓Vo的信息反饋到Boost電路電壓環(huán)的輸入端，此后的工作原理與上述描述的控制信號Vc等于第二檢測信號V2的工作原理相同。在輸入檢測電路和輸出檢測電路中，選取合適的值使第一檢測信號與第二檢測信號相匹配。當(dāng)?shù)谝粰z測信號高于第二檢測信號時，控制電路輸出信號Vc將等于第一檢測信號，使Boost電路輸出電壓Va高于輸入電壓Vin ;當(dāng)?shù)诙z測信號高于第一檢測信號時,控制電路輸出信號Vc將等于第二檢測信號,使Boost電路輸出電壓Va由第二檢測信號與基準(zhǔn)信號Vref共同決定，也即Boost電路的輸出電壓Va隨著DC-DC輸出電壓Vo的升高而升高，隨著輸入電壓Vo的降低而降低。實現(xiàn)了在滿足Boost電路的輸出電壓高于輸入電壓時，保證DC-DC電路的工作效率最高。除此，當(dāng)所述控制信號Vc輸出至所述Boost電路10中運(yùn)算放大器Il反相輸入端時，也即輸出至所述Boost電路10中電壓環(huán)的反相輸入端，所述選擇電路301包括第一二極管、第二二極管以及反比例放大器3011，如圖6所示。其連接關(guān)系為:所述第一二極管的陽極作為所述選擇電路的第一輸入端，與所述輸入檢測電路的輸出端相連；所述第二二極管的陽極作為所述選擇電路的第二輸入端，與所述輸出檢測電路的輸出端相連；所述第一二極管的陰極與所述第二二極管的陰極相連，其公共連接端連接所述反比例放大器3011的輸入端,所述反比例放大器3011的輸出端作為控制電路的輸出端,輸出控制信號Vc，連接Boost電路中電壓環(huán)(運(yùn)算放大器II)的反相輸入端。其工作原理與圖3中描述的工作原理類似，區(qū)別在于:本實施例通過反比例放大器3011和Boost電路中的電壓環(huán)反相輸入端的兩次反相實現(xiàn)，即邏輯控制的實現(xiàn)方式不同，但邏輯控制的結(jié)果相同。需要說明的是，輸出檢測電路303不局限于本實施例中、與DC-DC電路的輸出端連接，當(dāng)DC-DC電路為隔離型電路時，輸出檢測電路303，可以通過隔離的DC-DC電路中、耦合有輸出電壓繞組的變壓器的輔助繞組得到DC-DC電路輸出電壓的檢測信號(即第二檢測信號)。另外，當(dāng)DC-DC電路為諧振電路時，更能體現(xiàn)由本發(fā)明的方案實現(xiàn)的、使DC-DC電路工作在效率高點的效果，如LLC諧振半橋電路，但并不局限于此。除此，本實施例提供的控制電路還可以包括整流電路，該整流電路設(shè)置在Boost電路的前端，用于將輸入電壓Vin進(jìn)行分壓整流處理，其輸出波形如圖4所示。實施例三本發(fā)明還提供了一種開關(guān)電源，包括Boost電路、DC-DC電路以及任意一項上述實施例中的控制電路。綜上所述:本發(fā)明提供了一種控制電路，應(yīng)用于兩級恒流驅(qū)動電路，該兩級驅(qū)動電路的前級為Boost電路、后級為DC-DC電路，該控制電路用于根據(jù)所述Boost電路的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，輸出控制信號Vc控制所述Boost電路的輸出電壓Va，使Boost電路的輸出電壓Va高于所述Boost電路的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路的輸出電壓Vo的升高而升高、降低而降低。
本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例提供的裝置而言，由于其與實施例提供的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。對所提供的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制電路，應(yīng)用于前級為Boost電路、后級為DC-DC電路的兩級恒流驅(qū)動電路，其特征在于: 所述控制電路用于根據(jù)所述Boost電路的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，輸出控制信號Vc控制所述Boost電路的輸出電壓Va，使Boost電路的輸出電壓Va高于所述Boost電路的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路的輸出電壓No的升高而升高、降低而降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，包括:輸入檢測電路、選擇電路以及輸出檢測電路； 所述輸入檢測電路用于檢測所述Boost電路的輸入電壓Vin，并輸出第一檢測信號； 所述輸出檢測電路用于檢測所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，并輸出第二檢測信號； 所述選擇電路分別與所述輸入檢測電路以及所述輸出檢測電路相連，用于選擇所述第一檢測信號與所述第二檢測信號中較大的信號作為控制信號，并輸出所述控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述輸入檢測電路通過將所述Boost電路的輸入電壓Vin進(jìn)行分壓和峰值保持處理后得到第一檢測信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述選擇電路包括:第一二極管和第二二極管； 所述第一二極管的陽極作為所述選擇電路的第一輸入端，與所述輸入檢測電路的輸出端相連； 所述第二二極管的陽極作為所述選擇電路的第二輸入端，與所述輸出檢測電路的輸出端相連； 所述第一二極管的陰極與所述第二二極管的陰極相連，其公共連接端作為所述選擇電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的選擇電路，其特征在于，所述選擇電路的輸出端連接所述Boost電路中電壓環(huán)的正相輸入端或者通過反比例放大器連接所述Boost電路中電壓環(huán)的反相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，當(dāng)所述DC-DC電路為恒流輸出的隔離型電路時，所述輸出檢測電路通過該DC-DC電路中的變壓器的輔助繞組得到第二檢測信號。
7.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6中任意一項控制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種控制電路，應(yīng)用于兩級恒流驅(qū)動電路，該兩級驅(qū)動電路的前級為Boost電路、后級為DC-DC電路，該控制電路用于根據(jù)所述Boost電路的輸入電壓Vin與所述DC-DC電路的輸出電壓Vo，輸出控制信號Vc控制所述Boost電路的輸出電壓Va，使Boost電路的輸出電壓Va高于所述Boost電路的輸入電壓Vin的峰值，并隨著DC-DC電路的輸出電壓Vo的升高而升高、降低而降低。
文檔編號H02M3/00GK103166453SQ201310119679
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者葛良安, 羅世偉, 俞杭冬 申請人:浙江英飛特節(jié)能技術(shù)有限公司