本發(fā)明涉及恒流恒壓控制領(lǐng)域，特別是涉及一種原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品需求量的大幅增加以及各種電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，人們對(duì)于電源的要求也越來(lái)越高，尤其在輸出電流、電壓的穩(wěn)定性，系統(tǒng)抗干擾能力等方面的要求尤為嚴(yán)苛。

原邊反饋(primaryswitchingregulator，psr)的交流/直流(ac/dc)控制技術(shù)是近10年間發(fā)展起來(lái)的新型ac/dc控制技術(shù)，與傳統(tǒng)的副邊反饋的恒流恒壓控制結(jié)構(gòu)相比，原邊反饋恒流恒壓控制結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢(shì)在于省去了光耦和tl431基準(zhǔn)電壓源這兩個(gè)芯片以及與之配合的一組元器件，這樣就節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間，降低了成本并且提高了系統(tǒng)的可靠性。在手機(jī)充電器等成本壓力較大的市場(chǎng)，和led驅(qū)動(dòng)等對(duì)體積要求很高的市場(chǎng)具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。

在省去了這些元器件之后，為了實(shí)現(xiàn)高精度的恒流/恒壓(cc/cv)特性，必然要采用新的技術(shù)來(lái)監(jiān)控負(fù)載、電源和溫度的實(shí)時(shí)變化以及元器件的同批次容差，這就涉及到原邊調(diào)節(jié)技術(shù)、變壓器容差補(bǔ)償、線纜補(bǔ)償和emi優(yōu)化技術(shù)。

現(xiàn)有的原邊反饋恒流恒壓控制電路的采樣信號(hào)往往會(huì)受到噪聲的干擾，系統(tǒng)本身的寄生漏電流也會(huì)對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生較大的影響，因此在輸出電流、電壓的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)的抗干擾能力方面仍需要進(jìn)一步提高。

因此，如何提高原邊反饋恒流恒壓控制電路的性能穩(wěn)定性及抗干擾能力已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法，用于提高現(xiàn)有技術(shù)中原邊反饋恒流恒壓控制電路的性能和抗干擾能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種原邊反饋恒流恒壓控制電路，所述原邊反饋恒流恒壓控制電路至少包括：

電壓輸入模塊，用于輸入電壓；

變壓器，包括原邊繞組、次級(jí)繞組及輔助繞組，所述原邊繞組的一端與所述電壓輸入模塊相連、另一端通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管及采樣電阻接地；

電壓輸出模塊，與所述次級(jí)繞組相連，用于輸出電壓；

輸出電壓反饋模塊，與所述輔助繞組相連，用于對(duì)所述輔助繞組檢測(cè)到的輸出電壓分壓得到反饋信號(hào)；

能量控制模塊，與所述輸出電壓反饋模塊相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)產(chǎn)生能量控制信號(hào)；

峰值電流檢測(cè)模塊，與所述能量控制模塊及所述采樣電阻相連，用于將所述能量控制信號(hào)與采樣電流進(jìn)行比較，當(dāng)所述采樣電流達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)所述采樣電流未達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)開(kāi)啟信號(hào)；

恒流恒壓控制模塊，與所述輸出電壓反饋模塊及所述能量控制模塊相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)及所述能量控制信號(hào)控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率和占空比；

驅(qū)動(dòng)模塊，與所述峰值電流檢測(cè)模塊及所述恒流恒壓控制模塊相連，在所述采樣電流達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，關(guān)閉所述功率開(kāi)關(guān)管；在所述采樣電流未達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率和占空比，以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓輸出。

優(yōu)選地，所述能量控制模塊包括第一采樣保持器，誤差放大器，第二采樣保持器以及線補(bǔ)償器；所述第一采樣保持器接收所述反饋信號(hào)，并對(duì)所述反饋信號(hào)采樣保持；所述誤差放大器與所述第一采樣保持器以及一參考信號(hào)相連，得到所述第一采樣保持器輸出電壓與所述參考電壓的差值；所述第二采樣保持器與所述誤差放大器相連，對(duì)所述誤差放大器輸出的差值進(jìn)行采樣保持以得到所述能量控制信號(hào)；所述線補(bǔ)償器的輸入端連接所述第二采樣保持器的輸出端、所述線補(bǔ)償器的輸出端連接所述第一采樣保持器的輸入端，用于進(jìn)行補(bǔ)償。

更優(yōu)選地，所述第二采樣保持器包括第一互補(bǔ)開(kāi)關(guān)、第二互補(bǔ)開(kāi)關(guān)、第一緩沖器以及第一電容；所述第一互補(bǔ)開(kāi)關(guān)在采樣時(shí)導(dǎo)通、采樣結(jié)束后關(guān)斷；所述第一緩沖器連接于所述第一互補(bǔ)開(kāi)關(guān)的輸出端，用于緩沖隔離；所述第二互補(bǔ)開(kāi)關(guān)連接于所述第一緩沖器的輸出端，與所述第一互補(bǔ)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)一致；所述第一電容的一端接地、另一端連接于所述第二互補(bǔ)開(kāi)關(guān)的輸出端，用于儲(chǔ)存采樣值。

更優(yōu)選地，所述第二采樣保持器包括消除溝道效應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)及第二電容；所述第一開(kāi)關(guān)在采樣時(shí)導(dǎo)通、采樣結(jié)束后關(guān)斷；所述第二電容的一端接地、另一端連接于所述第一開(kāi)關(guān)的輸出端，用于儲(chǔ)存采樣值。

更優(yōu)選地，所述第二采樣保持器還包括連接于所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二電容之間的第二緩沖器及消除溝道效應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)；所述第二緩沖器連接于所述第一開(kāi)關(guān)的輸出端，所述第二開(kāi)關(guān)連接于所述第二緩沖器和所述第二電容之間。

優(yōu)選地，所述峰值電流檢測(cè)模塊包括前沿消隱器及比較器，所述前沿消隱器與所述采樣電阻相連，所述比較器與所述前沿消隱器及所述能量控制模塊相連，用于判斷所述采樣電流是否達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值。

優(yōu)選地，所述恒流恒壓控制模塊包括去磁時(shí)間檢測(cè)器、恒流恒壓控制器、振蕩器以及脈沖寬度頻率調(diào)制器；所述去磁時(shí)間檢測(cè)器接收所述反饋信號(hào)，用于檢測(cè)去磁時(shí)間，產(chǎn)生恒流或恒壓的判斷信號(hào)；所述恒流恒壓控制器接收所述能量控制信號(hào)，并據(jù)此產(chǎn)生恒流或恒壓控制的頻率信號(hào)；所述振蕩器與所述去磁時(shí)間檢測(cè)器及所述恒流恒壓控制器連接，用于產(chǎn)生時(shí)鐘開(kāi)啟信號(hào)；所述脈沖寬度頻率調(diào)制器與所述恒流恒壓控制器及所述振蕩器連接，用于產(chǎn)生控制所述功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)頻率的信號(hào)。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括觸發(fā)器及驅(qū)動(dòng)器，所述觸發(fā)器連接所述峰值電流檢測(cè)模塊及所述恒流恒壓控制模塊，用于控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)啟、關(guān)斷及開(kāi)關(guān)頻率。

優(yōu)選地，還包括一供電電路，所述供電電路包括采樣電阻、電容以及二極管；所述采樣電阻的一端連接于所述原邊繞組、另一端連接所述電容，所述電容的另一端接地；所述二極管的負(fù)極連接于所述采樣電阻及所述電容之間、陽(yáng)極連接所述輔助繞組。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種原邊反饋恒流恒壓控制方法，所述原邊反饋恒流恒壓控制方法至少包括：

輸入電壓通過(guò)原邊繞組傳輸?shù)酱渭?jí)繞組并輸出電壓，輔助繞組對(duì)輸出電壓檢測(cè)并分壓得到反饋信號(hào)；

根據(jù)所述反饋信號(hào)得到相應(yīng)的能量控制信號(hào)，將所述能量控制信號(hào)與流經(jīng)所述原邊繞組的采樣電流進(jìn)行比較，以判斷所述采樣電流是否達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值；

若所述采樣電流達(dá)到電流峰值，則直接關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)管；

若所述采樣電流未達(dá)到電流峰值，則由所述能量控制信號(hào)及所述反饋信號(hào)控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓控制。

優(yōu)選地，在所述輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，所述反饋信號(hào)降低，由所述反饋信號(hào)得到的能量控制信號(hào)反而增大，所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值增大，所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率提高，在所述采樣電流未達(dá)到電流峰值時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間增加，流經(jīng)所述原邊繞組的電流增加，所述輸出電壓升高，以使所述輸出電壓保持在設(shè)定值；

在所述輸出電壓高于設(shè)定值時(shí)，所述反饋信號(hào)升高，由所述反饋信號(hào)得到的能量控制信號(hào)反而減小，所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值減小，所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率下降，在所述采樣電流未達(dá)到電流峰值時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間減少，流經(jīng)所述原邊繞組的電流減小，所述輸出電壓降低，以使所述輸出電壓保持在設(shè)定值。

更優(yōu)選地，所述反饋信號(hào)在開(kāi)關(guān)周期結(jié)束后采樣保持，并與參考電壓進(jìn)行比較得到差值，而后再次對(duì)差值進(jìn)行采樣保持得到所述能量控制信號(hào)，以克服采樣電容寄生的放電通路漏電流及噪聲擾動(dòng)對(duì)所述能量控制信號(hào)的干擾。

如上所述，本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法采用原邊反饋原理，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。

2、本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法可以有效避免反饋信號(hào)中的節(jié)點(diǎn)漏電或者噪聲毛刺被誤差放大器放大而造成能量控制信號(hào)的偏差或者不穩(wěn)定問(wèn)題，有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路模塊示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明的第一采樣保持器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4～圖6顯示為本發(fā)明的第二采樣保持器的三種電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7顯示為噪聲干擾經(jīng)過(guò)采樣保持和放大的各階段波形示意圖。

圖8顯示為節(jié)點(diǎn)漏電經(jīng)過(guò)采樣保持和放大的各階段波形示意圖。

圖9顯示為噪聲干擾經(jīng)過(guò)采樣保持、放大、再次采樣保持的各階段波形示意圖。

圖10顯示為節(jié)點(diǎn)漏電經(jīng)過(guò)采樣保持、放大、再次采樣保持的各階段波形示意圖。

圖11顯示為本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制方法的流程示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1原邊反饋恒流恒壓控制電路

11電壓輸入模塊

111整流器

12變壓器

13電壓輸出模塊

131負(fù)載

14輸出電壓反饋模塊

15能量控制模塊

151第一采樣保持器

1511第二緩沖器

152誤差放大器

153第二采樣保持器

1531第一緩沖器

154線補(bǔ)償器

16峰值電流檢測(cè)模塊

161前沿消隱器

162比較器

17恒流恒壓控制模塊

171去磁時(shí)間檢測(cè)器

172恒流恒壓控制器

173振蕩器

174脈沖寬度頻率調(diào)制器

18驅(qū)動(dòng)模塊

181觸發(fā)器

182驅(qū)動(dòng)器

19供電模塊

s1～s4步驟

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1～圖11。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種原邊反饋恒流恒壓控制電路1，所述原邊反饋恒流恒壓控制電路1至少包括：

電壓輸入模塊11、變壓器12、電壓輸出模塊13、輸出電壓反饋模塊14、能量控制模塊15、峰值電流檢測(cè)模塊16、恒流恒壓控制模塊17、驅(qū)動(dòng)模塊18以及供電模塊19。

如圖1所示，所述電壓輸入模塊11連接于所述變壓器12，用于輸入電壓。

具體地，如圖2所示，所述電壓輸入模塊11包括整流器111和第一電容c1。所述整流器111的輸入端連接交流電壓信號(hào)，輸出端連接于所述第一電容c1的兩端；所述第一電容c1的一端接地，另一端連接于所述變壓器12。所述電壓輸入模塊11對(duì)交流電壓信號(hào)進(jìn)行整流后輸出。

如圖1所示，所述變壓器12包括原邊繞組l1、次級(jí)繞組l2及輔助繞組l3。

具體地，如圖1～圖2所示，所述原邊繞組l1的一端與所述電壓輸入模塊11相連、另一端通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管m1及采樣電阻rcs接地，通過(guò)所述功率開(kāi)關(guān)管m1的開(kāi)啟和關(guān)斷控制流經(jīng)所述原邊繞組l1的電流的大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓控制；所述次級(jí)繞組l2與所述電壓輸出模塊13相連；所述輔助繞組l3與所述輸出電壓反饋模塊14相連；通過(guò)所述變壓器12中的各繞組實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。

如圖1所示，所述電壓輸出模塊13與所述次級(jí)繞組l2相連，用于將所述次級(jí)繞組l2上的電流轉(zhuǎn)化為電壓并輸出。

具體地，如圖2所示，所述電壓輸出模塊13包括第一二極管d1、第二電容c2以及負(fù)載131。所述第一二極管d1的陽(yáng)極連接所述次級(jí)繞組l2的第一端、陰極連接所述負(fù)載131；所述負(fù)載131的另一端連接所述次級(jí)繞組l2的第二端；所述第二電容c2與所述負(fù)載131并聯(lián)，用于穩(wěn)定輸出。

如圖1所示，所述輸出電壓反饋模塊14與所述輔助繞組l3相連，用于對(duì)所述輔助繞組l3檢測(cè)到的輸出電壓分壓，得到反饋信號(hào)vfb。

具體地，如圖2所示，所述輸出電壓反饋模塊14包括串聯(lián)的第一電阻r1及第二電阻r2；所述第一電阻r1的另一端連接所述輔助繞組l3的第一端；所述第二電阻r2的另一端與所述輔助繞組l3的第二端連接，并接地；所述第一電阻r1及所述第二電阻r2的中間節(jié)點(diǎn)引出輸出電壓的反饋信號(hào)vfb。

如圖1所示，所述能量控制模塊15與所述輸出電壓反饋模塊14相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)vfb產(chǎn)生能量控制信號(hào)vfbs2。

具體地，如圖2所示，所述能量控制模塊15包括第一采樣保持器151，誤差放大器152，第二采樣保持器153以及線補(bǔ)償器154。

更具體地，所述第一采樣保持器151接收所述反饋信號(hào)vfb，并對(duì)所述反饋信號(hào)vfb采樣保持。如圖3所示，在本實(shí)施例中，所述第一采樣保持器151包括第三采樣開(kāi)關(guān)k3、第二緩沖器1511、第四采樣開(kāi)關(guān)k4以及第二采樣電容c4，所述第二緩沖器1511為運(yùn)算放大器，其正相輸入端連接所述第三采樣開(kāi)關(guān)k3、反相輸入端連接其輸出端，其輸出端還連接所述第四采樣開(kāi)關(guān)k4，所述第四采樣開(kāi)關(guān)k4的輸出端連接所述第二采樣電容c4的一端，所述第二采樣電容c4的另一端接地。

更具體地，所述誤差放大器152與所述第一采樣保持器151以及一參考信號(hào)vref相連，得到所述第一采樣保持器151輸出電壓與所述參考電壓vref的差值。如圖2所示，所述誤差放大器152的反相輸入端連接所述第一采樣保持器151的輸出端、正相輸入端連接所述參考電壓vref，輸出值為兩者比較的差值。所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp通過(guò)第三電容c5接地。

更具體地，所述第二采樣保持器153與所述誤差放大器152相連，對(duì)所述誤差放大器152輸出的差值進(jìn)行采樣保持以得到所述能量控制信號(hào)vcomp。所述第二采樣保持器153包括第一采樣開(kāi)關(guān)k1以及第一采樣電容c3；所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1在采樣時(shí)導(dǎo)通、采樣結(jié)束后關(guān)斷；所述第一采樣電容c3的一端接地、另一端連接于所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1的輸出端，用于儲(chǔ)存采樣值；所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1為互補(bǔ)開(kāi)關(guān)、消除溝道效應(yīng)的開(kāi)關(guān)或mos開(kāi)關(guān)。如圖4所示，所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1為消除溝道效應(yīng)的開(kāi)關(guān)，包括依次串聯(lián)的第一mos管m1、第二mos管m2以及第三mos管m3，所述第一mos管m1及所述第三mos管m3的源漏端互相連接，所述第一mos管m1及所述第三mos管m3的柵端連接反相器n的輸出端，即所述第一mos管m1及所述第三mos管m3接收的控制信號(hào)相同；所述第二mos管m2的柵極連接所述反相器n的輸入端，即其控制信號(hào)為所述第一mos管m1及所述第三mos管m3控制信號(hào)的反信號(hào)。進(jìn)一步地，所述第二采樣保持器153還包括連接于所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1和所述第一采樣電容c3之間的第一緩沖器1531及第二采樣開(kāi)關(guān)k2；所述第一緩沖器1531連接于所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1的輸出端，用于緩沖隔離；所述第二采樣開(kāi)關(guān)k2連接于所述第一緩沖器1531和所述第一采樣電容c3之間，與所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1的工作狀態(tài)一致，所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1及所述第二采樣開(kāi)關(guān)k2為互補(bǔ)開(kāi)關(guān)、消除溝道效應(yīng)的開(kāi)關(guān)或mos開(kāi)關(guān)。如圖5所示，所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1及所述第二采樣開(kāi)關(guān)k2為消除溝道效應(yīng)的開(kāi)關(guān)。如圖6所示，所述第一采樣開(kāi)關(guān)k1及所述第二采樣開(kāi)關(guān)k2為互補(bǔ)開(kāi)關(guān)。所述第二采樣保持器153的結(jié)構(gòu)多樣，在此不一一贅述。

更具體地，所述線補(bǔ)償器154的輸入端連接所述第二采樣保持器153的輸出端、輸出端連接所述第一采樣保持器151的輸入端，用于進(jìn)行補(bǔ)償。

所述第一采樣保持器151接收所述反饋信號(hào)vfb，對(duì)其進(jìn)行采樣保持，在采樣周期結(jié)束后，需要把所述第三開(kāi)關(guān)k3和所述第四開(kāi)關(guān)k4斷開(kāi)，以避免所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1受到干擾。但是，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，電路的pcb板上存在噪聲，而芯片內(nèi)部由于開(kāi)關(guān)動(dòng)作通過(guò)寄生效應(yīng)也會(huì)存在噪聲，同時(shí)，所述反饋信號(hào)vfb本身也是一個(gè)跳動(dòng)幅度很大的信號(hào)，通過(guò)所述第一采樣保持器151無(wú)法將所有的噪聲和干擾排除，仍存在少量噪聲干擾δv1。此外，在模擬集成電路中，每個(gè)電路節(jié)點(diǎn)都存在寄生放電通路，所述第二采樣電容c4由于存在寄生的放電通路，一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有電路給其維持供電的情況下，其電容電壓將會(huì)下降，如下式所示：δv2×c＝δt×ileak(1)，式(1)中c是所述第二采樣電容c4的容量，δt是采樣周期，ileak是所述第二采樣電容c4通過(guò)節(jié)點(diǎn)寄生的放電通路的漏電流，δv2是在下一個(gè)采樣周期來(lái)之前所述第二采樣電容c4的電壓下降的值，δv2越大，系統(tǒng)引入的誤差就越大，由于采樣頻率取決于系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率，在負(fù)載很小的情況下，系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率有可能下降到500hz甚至更低，在輕載的時(shí)候寄生放電通路的漏電會(huì)更惡劣。因此無(wú)論是所述第二采樣電容c4連接的電路節(jié)點(diǎn)寄生的放電通路漏電流，還是芯片內(nèi)部的噪聲，都會(huì)造成采樣信號(hào)203產(chǎn)生一個(gè)誤差值δv＝δv1+δv2，而這個(gè)誤差值δv通過(guò)所述誤差放大器152后將會(huì)被放大，如下式所示：(vref-vfbs1+δv)×av＝vcomp+δv×av(2)，式(2)中vfbs1為所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)，vcomp為所述誤差放大器152的輸出信號(hào)，vref為所述參考電壓，av為所述誤差放大器152的放大倍數(shù)，av通常取值在10～100之間，具體大小取決于系統(tǒng)環(huán)路需要，在此不做具體設(shè)定。如圖7所示，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，采樣控制信號(hào)ctl1(脈沖信號(hào))起效，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1由于噪聲干擾而產(chǎn)生毛刺，毛刺經(jīng)過(guò)所述誤差放大器152后被放大，使所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp存在較大的波動(dòng)。如圖8所示，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，采樣控制信號(hào)ctl1(脈沖信號(hào))起效，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1由于所述第二采樣電容c4連接的電路節(jié)點(diǎn)寄生的放電通路漏電流而產(chǎn)生壓差，該壓差經(jīng)過(guò)所述誤差放大器152后被放大，使所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp存在較大的波動(dòng)。由此可見(jiàn)，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1對(duì)于所述能量控制模塊15產(chǎn)生的能量控制信號(hào)vfbs2是相當(dāng)敏感的，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1稍微有幾個(gè)毫伏偏差或者波動(dòng)，所述誤差放大器152的輸出信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生十幾倍甚至上百倍的偏差或波動(dòng)，相應(yīng)的，所述能量控制信號(hào)vfbs2會(huì)有偏差甚至產(chǎn)生不穩(wěn)定，影響恒流控制效果。

所述第二采樣保持器153對(duì)所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp再次進(jìn)行采樣保持，如圖9所示，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，采樣控制信號(hào)ctl1(脈沖信號(hào))起效，對(duì)所述反饋信號(hào)vfb采樣并保持；所述第一采樣保持器151采樣結(jié)束后，采樣控制信號(hào)ctl2(脈沖信號(hào))起效，對(duì)所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp采樣并保持，噪聲干擾對(duì)所述能量控制信號(hào)vfbs2不產(chǎn)生影響，能使得所述能量控制信號(hào)vfbs2在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)保持理想值。如圖10所示，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期后，采樣控制信號(hào)ctl1(脈沖信號(hào))起效，對(duì)所述反饋信號(hào)vfb采樣并保持；所述第一采樣保持器151采樣結(jié)束后，采樣控制信號(hào)ctl2(脈沖信號(hào))起效，對(duì)所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp采樣并保持，所述第一采樣電容c3寄生的放電通路漏電流會(huì)使得所述能量控制信號(hào)vfbs2存在下滑，但是由于所述第二采樣保持器153中的采樣開(kāi)關(guān)及緩沖器是斷開(kāi)的，因此，大部分時(shí)間內(nèi)所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1對(duì)所述能量控制信號(hào)vfbs2不影響，因此所述能量控制信號(hào)vfbs2的電壓下滑幅度很小，可忽略不計(jì)。

如圖1所示，所述峰值電流檢測(cè)模塊16與所述能量控制模塊15及所述采樣電阻rcs相連，用于將所述能量控制信號(hào)vfbs2與采樣電流ics進(jìn)行比較，當(dāng)所述采樣電流ics達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)所述采樣電流ics未達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)開(kāi)啟信號(hào)。

具體地，如圖2所示，所述峰值電流檢測(cè)模塊16包括前沿消隱器161及比較器162。所述前沿消隱器161與所述采樣電阻rcs相連，由于開(kāi)關(guān)導(dǎo)通瞬間會(huì)有脈沖峰值電流，如果采樣此時(shí)的電流值并進(jìn)行控制，會(huì)因脈沖前沿的尖峰產(chǎn)生誤觸發(fā)動(dòng)作，所述前沿消隱器161就是用于消除這種誤觸發(fā)的隱患。所述比較器162與所述前沿消隱器161及所述能量控制模塊15相連，用于判斷所述采樣電流ics是否達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值。在本實(shí)施例中，所述比較器162的反相輸入端連接所述前沿消隱器161、正相輸入端連接所述能量控制模塊15，當(dāng)所述采樣電流ics達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值時(shí)，輸出低電平；當(dāng)所述采樣電流ics未達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值時(shí)，輸出高電平；具體電路信號(hào)的極性可依據(jù)電路邏輯做具體設(shè)定，不以本實(shí)施例為限。

如圖1所示，所述恒流恒壓控制模塊17與所述輸出電壓反饋模塊14及所述能量控制模塊15相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)vfb及所述能量控制信號(hào)vfbs2控制所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率和占空比。

具體地，如圖2所示，所述恒流恒壓控制模塊17包括去磁時(shí)間檢測(cè)器171、恒流恒壓控制器172、振蕩器173以及脈沖寬度頻率調(diào)制器174。所述去磁時(shí)間檢測(cè)器171接收所述反饋信號(hào)vfb，用于檢測(cè)去磁時(shí)間，產(chǎn)生恒流或恒壓的判斷信號(hào)。所述恒流恒壓控制器172接收所述能量控制信號(hào)vfbs2，并據(jù)此產(chǎn)生恒流或恒壓控制的頻率信號(hào)。所述振蕩器173與所述去磁時(shí)間檢測(cè)器171及所述恒流恒壓控制器172連接，用于產(chǎn)生時(shí)鐘開(kāi)啟信號(hào)。所述脈沖寬度頻率調(diào)制器174與所述恒流恒壓控制器172及所述振蕩器173連接，用于產(chǎn)生控制所述功率開(kāi)關(guān)管m開(kāi)關(guān)頻率及占空比的信號(hào)。

如圖1所示，所述驅(qū)動(dòng)模塊18與所述峰值電流檢測(cè)模塊16及所述恒流恒壓控制模塊17相連，在所述采樣電流ics達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值時(shí)，關(guān)閉所述功率開(kāi)關(guān)管m；在所述采樣電流ics未達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值時(shí)，控制所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率和占空比，以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓輸出。

具體地，如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)模塊18包括觸發(fā)器181及驅(qū)動(dòng)器182，所述觸發(fā)器181連接所述峰值電流檢測(cè)模塊16及所述恒流恒壓控制模塊17，用于控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)啟、關(guān)斷及開(kāi)關(guān)頻率。在本實(shí)施例中，所述觸發(fā)器181為rs觸發(fā)器，所述rs觸發(fā)器的復(fù)位端r連接所述峰值電流檢測(cè)模塊16，置位端s連接所述恒流恒壓控制模塊17。

如圖1所示，還包括一供電電路19，具體地，如圖2所示，所述供電電路19包括第三電阻r3、第四電容c6以及第二二極管d2；所述第三電阻r3的一端連接于所述原邊繞組l1、另一端連接所述第四電容c6，所述第四電容c6的另一端接地，通過(guò)所述第三電阻r3對(duì)所述第四電容c6充電。所述第二二極管d2的負(fù)極連接于所述第三電阻r3及所述第四電容c6之間、陽(yáng)極連接所述輔助繞組l3。隨著所述電源輸入模塊11輸出的電壓增大，儲(chǔ)存于所述第四電容c6上的電荷越來(lái)越多，當(dāng)達(dá)到開(kāi)啟電壓時(shí)芯片(所述能量控制模塊15、所述峰值電流檢測(cè)模塊16、所述恒流恒壓控制模塊17以及所述驅(qū)動(dòng)模塊18集成于芯片內(nèi))開(kāi)始工作，同時(shí)隨著所述電源輸入模塊11輸出的電壓減小，所述述第四電容c6上的電荷不足以達(dá)到開(kāi)啟電壓，此時(shí)，所述輸出電壓反饋模塊14通過(guò)所述第二二極管d2向所述第四電容c6充電，確保芯片正常供電。

如圖11所示，上述原邊反饋恒流恒壓控制電路的工作原理如下：

步驟s1：輸入電壓通過(guò)原邊繞組l1傳輸?shù)酱渭?jí)繞組l2并輸出電壓，輔助繞組l3對(duì)輸出電壓檢測(cè)并分壓得到反饋信號(hào)vfb。

具體地，起始狀態(tài)時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管m開(kāi)啟，電壓輸入模塊11輸出的電壓流經(jīng)所述原邊繞組l1、所述功率開(kāi)關(guān)管m及采樣電阻rcs后接地，所述原邊繞組l1將流過(guò)的電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。所述次級(jí)繞組l2感應(yīng)所述原邊繞組l1上的電壓信號(hào)，并通過(guò)電壓輸出模塊13輸出相應(yīng)的電壓。所述輔助繞組l3感應(yīng)所述原邊繞組l1上的電壓信號(hào)，并通過(guò)輸出電壓反饋模塊14分壓得到反饋信號(hào)vfb。同時(shí)，所述原邊繞組l1通過(guò)所述第三電阻r3給所述第四電容c6充電，當(dāng)達(dá)到開(kāi)啟電壓后芯片開(kāi)始工作。

步驟s2：根據(jù)所述反饋信號(hào)vfb得到相應(yīng)的能量控制信號(hào)vfbs2，將所述能量控制信號(hào)vfbs2與流經(jīng)所述原邊繞組l1的電流進(jìn)行比較，以判斷所述采樣電流ics是否達(dá)到所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值。

步驟s3：若所述采樣電流達(dá)到電流峰值，則直接關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)管m。

步驟s4：若所述采樣電流未達(dá)到電流峰值，則由所述能量控制信號(hào)vfbs2及所述反饋信號(hào)vfb控制所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓控制。

具體地，如圖2、圖9～圖10所示，所述第一采樣保持器151在開(kāi)關(guān)周期后對(duì)所述反饋信號(hào)vfb采樣保持，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1滿足如下關(guān)系：其中vout為輸出電壓，為初次級(jí)變壓器匝數(shù)比，由式(3)可知，所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1與所述輸出電壓vout成線性關(guān)系，且成正比，可通過(guò)調(diào)整所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1的電壓恒定的辦法來(lái)恒定所述輸出電壓vout，以此達(dá)到恒壓的目的。所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1通過(guò)所述誤差放大器152與一參考電壓vref比較后得到誤差，所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp滿足如下關(guān)系：vcomp＝(vref-vfbs1)×av(4)，其中，av為所述誤差放大器152的放大倍數(shù)，由式(4)可知，所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp與所述第一采樣保持器151的輸出信號(hào)vfbs1成反比。所述第二采樣保持器153在所述第一采樣保持器151采樣結(jié)束后對(duì)所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp采樣保持得到所述能量控制信號(hào)vfbs2，極性與所述誤差放大器152的輸出信號(hào)vcomp一致，通過(guò)二次采樣保持以克服采樣電容寄生的放電通路漏電流及噪聲擾動(dòng)對(duì)所述能量控制信號(hào)vfbs2的干擾。所述能量控制信號(hào)vfbs2經(jīng)過(guò)所述比較器162轉(zhuǎn)化為峰值電流ipk滿足如下關(guān)系：ipk＝φ(x)×vfbs2(5)，其中，φ(x)為一單調(diào)遞增函數(shù)，即所述能量控制信號(hào)vfbs2越高，所述峰值電流ipk越高，當(dāng)流經(jīng)所述原邊繞組l1的采樣電流ics大于所述峰值電流ipk時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管m關(guān)斷，反之，所述功率開(kāi)關(guān)管m開(kāi)啟。所述能量控制信號(hào)vfbs2通過(guò)所述恒流恒壓控制器172產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)并輸出到所述脈沖寬度頻率調(diào)制器174，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率fsw滿足如下關(guān)系：fsw＝f(x)×vfbs2(6)，其中，f(x)為一單調(diào)遞增函數(shù)，即所述能量控制信號(hào)vfbs2越高，所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率越塊。通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)模塊18在所述采樣電流ics達(dá)到電流峰值時(shí)，關(guān)閉所述功率開(kāi)關(guān)管m；在所述采樣電流ics未達(dá)到電流峰值時(shí)，控制所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率和占空比，以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓輸出。由上述關(guān)系式(3)～(6)整合得到所述輸出電壓vout滿足如下關(guān)系：其中，lp為所述原邊繞組l1的電感值，iout為輸出電流。

更具體地，由式(3)～(7)可知，在所述輸出電壓vout低于設(shè)定值時(shí)，所述反饋信號(hào)vfb降低，所述能量控制信號(hào)vfbs2反而增大，所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值ipk增大，所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率fsw提高，在所述采樣電流ics未達(dá)到電流峰值時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管m導(dǎo)通的時(shí)間增加，流經(jīng)所述原邊繞組l1的電流增加，所述輸出電壓vout升高，以使所述輸出電壓vout保持在設(shè)定值。在所述輸出電壓vout高于設(shè)定值時(shí)，所述反饋信號(hào)vfb升高，所述能量控制信號(hào)vfbs2反而減小，所述能量控制信號(hào)vfbs2設(shè)定的電流峰值ipk減小，所述功率開(kāi)關(guān)管m的開(kāi)關(guān)頻率fsw下降，在所述采樣電流ics未達(dá)到電流峰值時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管m導(dǎo)通的時(shí)間減少，流經(jīng)所述原邊繞組l1的電流減小，所述輸出電壓vout降低，以使所述輸出電壓vout保持在設(shè)定值。

如上所述，本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法采用原邊反饋原理，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法可以有效避免反饋信號(hào)中的節(jié)點(diǎn)漏電或者噪聲毛刺被誤差放大器放大而造成能量控制信號(hào)的偏差或者不穩(wěn)定問(wèn)題，有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。

綜上所述，本發(fā)明提供一種原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法，包括：電壓輸入模塊；包括原邊繞組、次級(jí)繞組及輔助繞組的變壓器；與所述次級(jí)繞組相連，用于輸出電壓的電壓輸出模塊；與所述輔助繞組相連，用于對(duì)所述輔助繞組檢測(cè)到的輸出電壓分壓得到反饋信號(hào)的輸出電壓反饋模塊；與所述輔助繞組模塊相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)產(chǎn)生能量控制信號(hào)的能量控制模塊；與所述能量控制模塊及所述采樣電阻相連，用于將所述能量控制信號(hào)與采樣電流進(jìn)行比較，當(dāng)所述采樣電流達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)所述采樣電流未達(dá)到所述能量控制信號(hào)設(shè)定的電流峰值時(shí)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)開(kāi)啟信號(hào)的峰值電流檢測(cè)模塊；與所述輸出電壓反饋模塊及所述能量控制模塊相連，根據(jù)所述反饋信號(hào)及所述能量控制信號(hào)控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率和占空比的恒流恒壓控制模塊；與所述峰值電流檢測(cè)模塊及所述恒流恒壓控制模塊相連，在所述采樣電流達(dá)到電流峰值時(shí)，關(guān)閉所述功率開(kāi)關(guān)管；在所述采樣電流未達(dá)到電流峰值時(shí)，控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率和占空比，以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓輸出的驅(qū)動(dòng)模塊。輸入電壓通過(guò)原邊繞組傳輸?shù)酱渭?jí)繞組并輸出電壓，輔助繞組對(duì)輸出電壓檢測(cè)并分壓得到反饋信號(hào)；根據(jù)所述反饋信號(hào)得到相應(yīng)的能量控制信號(hào)，將所述能量控制信號(hào)與流經(jīng)所述原邊繞組的采樣電流進(jìn)行比較，以判斷所述采樣電流是否達(dá)到電流峰值；若所述采樣電流達(dá)到電流峰值，則直接關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)管；若所述采樣電流未達(dá)到電流峰值，則由所述能量控制信號(hào)及所述反饋信號(hào)控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓控制。本發(fā)明的原邊反饋恒流恒壓控制電路及方法采用原邊反饋原理，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可以有效避免反饋信號(hào)中的節(jié)點(diǎn)漏電或者噪聲毛刺被誤差放大器放大而造成能量控制信號(hào)的偏差或者不穩(wěn)定問(wèn)題，有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。