专利名称：用于隔离型开关电源的恒流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源领域，具体而言，涉及一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路。
背景技术：
随从使用的角度分类，开关电源分为恒压、恒流、恒功率等类型。从电气特性角度， 可以分为隔离型和非隔离型两种。对某些具有电流敏感特性的产品来讲，隔离、恒流功能的开关电源是较好的选择。现有技术中，被广泛采用的恒流控制方式是次级取样、反馈、初级控制，图1示出了相关技术中用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图，如图1所示，次级的“电流取样电路”实现对输出电流的检测，由“基准源”电路产生一个参考电压信号，由“误差比较器”对取样电路的信号和参考电压信号进行比较，并将比较结果通过光电耦合器UlA反馈给电源的初级，最终由初级对输出电流进行控制。这种电路结构较复杂，所采用的元件数量较多， 占用的PCB面积较大，导致在某些特定的应用中受到限制，而且成本较高。
发明内容
本发明提供了一种能解决以上问题的用于隔离型开关电源的恒流控制电路。根据本发明的一个方面，提供了一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路，隔离型开关电源包括通过变压器耦合的初级部分和次级部分，初级部分提供输入电压，次级部分提供输出电压，初级部分包括输入电压检测电路、关断时间控制电路和功率开关管，其中，输入电压检测电路用于检测输入电压；关断时间控制电路用于根据输入电压相对于第一基准电压的变化对功率开关管的关断时间进行调整。根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路， 隔离型开关电源包括通过变压器耦合的初级部分和次级部分，初级部分提供输入电压，次级部分提供输出电压，初级部分包括输出电压反馈电路、关断时间控制电路和功率开关管，其中，输出电压反馈电路用于提供输出电压的反馈电压；关断时间控制电路用于根据反馈电压相对于第二基准电压的变化对功率开关管的关断时间进行调整。本发明的上述实施例中，通过对输入电压或输出电压进行检测，当输入电压或输出电压发生变化时，根据输入电压或输出电压的变化通过关断时间控制电路对功率开关管的关断时间进行调整，从而使开关电源的周期不变或变化很小，达到维持开关电源的输出电流恒定的目的，使得电路的结构较简单，所采用的元件数量较少，减小了 PCB面积，降低了成本，提高了开关电源的使用范围，克服了现有技术中电路结构较复杂，所采用的元件数量较多，占用的PCB面积较大，导致在某些特定的应用中受到限制，而且成本较高的问题。
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中
图1示出了相关技术中用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图；图2示出了根据相关技术的隔离型开关电源原理图；图3示出了根据本发明一个实施例的用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图；图4示出了根据本发明一个实施例的用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图；图5示出了根据本发明一个优选实施例的用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图；图6示出了根据本发明另一个优选实施例的用于隔离型开关电源的恒流控制电路结构图。
具体实施例方式在本发明的实施例中，首先讨论当交流输入电压变化时恒流控制的原理。图2示出了根据相关技术的隔离型开关电源原理图，在隔离型开关电源中，根据能量守恒，有Vo* Ιο* T = ^ Lp* Idspp2 * eff2............. (1)其中，Vo是输出LED的电压，一旦LED的串并联关系确定，Vo为一个确定的值；Io 是输出LED的平均电流，是一个常数；T是开关电源的周期；Lp是变压器的初级电感量，也是一个常数；Idspp为初级电流的峰值，对于恒定关断时间模式的芯片来说也是一个常数； effT为变压器的传输效率，为常数，大约0. 9 0. 95。因此，只要保持周期T不变就可以实现LED的电流Io不变，达到电流控制的目的。周期T = Ton+Toff,Ton为功率开关管Ml的导通时间，Toff为其关断时间。对于恒定关断时间模式(Constant off time)的芯片，Toff为固定值，由芯片外部的一个电阻或者电容来决定，而iTon随输入电压在变化。由Idspp= ^·* Ton ,Ton = I^PP*Lp，输入电压升高，Vdc 升高，Ton 减小，Ton 与
LpVdc
Vdc成反向变化关系。所以，只要Toff是一个与Vdc成正向变化关系的电路，就可以用Toff的变化去补偿Ton的变化，可以使周期T维持不变或者变化很小。原理框图如下
1k4
Ton =——* k\Toff = Vdc*k2+k3 或-
τ =Vdc+k5-k6* Vdc当Vdc升高，Ton减小，而1Toff增大；当Vdc降低，Ton增大，而1Toff减小；合理调整电路参数，可以实现周期T维持不变或者变化很小的目的。另外，在某些产品的大批量生产中，由于负载(LED灯)的电压一致性问题，每批生产的产品其输出电压Vo可能会不同。根据(1)中的公式，Vo的变化会造成电流Io发生变化。因此，我们还将讨论当输出LED电压变化时恒流控制的原理，通过调整Toff来补偿Vo的变化。
权利要求
1.一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路，所述隔离型开关电源包括通过变压器耦合的初级部分和次级部分，所述初级部分提供输入电压，所述次级部分提供输出电压，其特征在于，所述初级部分包括输入电压检测电路、关断时间控制电路和功率开关管，其中所述输入电压检测电路用于检测输入电压；所述关断时间控制电路用于根据所述输入电压相对于第一基准电压的变化对所述功率开关管的关断时间进行调整。
2.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，所述输入电压检测电路包括依次串联在一起的电阻(R4)、电阻(R5)和稳压器件。
3.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，还包括输出电压的反馈电路， 用于提供输出电压的反馈电压作为所述第一基准电压。
4.根据权利要求1所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括晶体管、电容和固定关断时间模式芯片，所述输入电压作用在所述晶体管的基极上，所述第一基准电压作用在晶体管的发射极和集电极中的一个上，并且提供电流，所述电流的至少一部分作用在所述电容上，所述电流的至少另一部分流经晶体管的发射极和集电极，所述固定关断时间模式芯片基于所述电容的电压关断所述功率开关管。
5.根据权利要求4所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括依次串联在一起的电阻(R3)、晶体管Oil)和电容O^off)，以及固定关断时间模式芯片，其中， 所述晶体管Oil)的基极与所述输入电压检测电路相连接，所述电阻0 )连接在所述晶体管Oil)的发射极与所述固定关断时间模式芯片的Vdd Pin管脚之间，所述晶体管Oil)的集电极分别与所述固定关断时间模式芯片的Toffpin管脚和所述电容(Coff)相连接。
6.根据权利要求4所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括电阻(R3)、晶体管Oil)和电容(Coff)，以及固定关断时间模式芯片，其中，所述晶体管Oil) 的基极与所述输入电压检测电路相连接，所述电阻0 )连接在所述晶体管Oil)的集电极与所述固定关断时间模式芯片的Vdd Pin管脚之间，所述电容(Coff)连接在所述晶体管 (Ql)的集电极和发射级之间，所述晶体管Oil)的集电极与所述固定关断时间模式芯片的 Toff pin管脚相连接。
7.根据权利要求2所述的恒流控制电路，其特征在于，所述稳压器件为稳压管或低压差线性稳压管。
8.根据权利要求4所述的恒流控制电路，其特征在于，所述晶体管为以下任一种双极型晶体管和场效应晶体管。
9.一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路，所述隔离型开关电源包括通过变压器耦合的初级部分和次级部分，所述初级部分提供输入电压，所述次级部分提供输出电压，其特征在于，所述初级部分包括输出电压反馈电路、关断时间控制电路和功率开关管，其中所述输出电压反馈电路用于提供输出电压的反馈电压；所述关断时间控制电路用于根据所述反馈电压相对于第二基准电压的变化对所述功率开关管的关断时间进行调整。
10.根据权利要求9所述的恒流控制电路，其特征在于，所述输出电压反馈电路包括串联的变压器和二极管。
11.根据权利要求9所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括晶体管、电容和固定关断时间模式芯片，其中所述反馈电压作用在所述晶体管的发射极和集电极之一上，并且提供电流，所述电流的至少一部分作用在电容上，所述电流的至少另一部分流经所述晶体管的发射极和集电极，所述固定关断时间模式芯片基于所述电容的电压关断所述功率开关管。
12.根据权利要求11所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括依次串联在一起的电阻(R3)、晶体管Oil)和电容(Coff)，以及固定关断时间模式芯片，其中，所述晶体管Oil)的基极与所述输入电压检测电路相连接，所述电阻0 )连接在所述晶体管Oil)的发射极与所述固定关断时间模式芯片的Vdd Pin管脚之间，所述晶体管Oil) 的集电极分别与所述固定关断时间模式芯片的Toff Pin管脚和所述电容(Coff)相连接。
13.根据权利要求11所述的恒流控制电路，其特征在于，所述关断时间控制电路包括电阻(R3)、晶体管Oil)和电容(Coff)，以及固定关断时间模式芯片，其中，所述晶体管Oil) 的基极与所述输入电压检测电路相连接，所述电阻0 )连接在所述晶体管Oil)的集电极与所述固定关断时间模式芯片的Vdd Pin管脚之间，所述电容(Coff)连接在所述晶体管 (Ql)的集电极和发射级之间，所述晶体管Oil)的集电极与所述固定关断时间模式芯片的 Toffpin管脚相连接。
14.根据权利要求9所述的恒流控制电路，其特征在于，还包括输入电压检测电路，用于提供所述第二基准电压。
全文摘要
本发明公开了一种用于隔离型开关电源的恒流控制电路，隔离型开关电源包括通过变压器耦合的初级部分和次级部分，初级部分提供输入电压，次级部分提供输出电压，初级部分包括输入电压检测电路、关断时间控制电路和功率开关管，其中，输入电压检测电路用于检测输入电压；关断时间控制电路用于根据输入电压相对于第一基准电压的变化对功率开关管的关断时间进行调整。本发明克服了现有技术中电路结构较复杂，所采用的元件数量较多，占用的PCB面积较大，导致在某些特定的应用中受到限制，而且成本较高的问题。
文档编号H02M3/335GK102255507SQ20101018430
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者陈湛 申请人:美芯晟科技(北京)有限公司