专利名称：采用积分电路的电源控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种电源控制电路，尤其涉及一种采用积分电路的电源控制装置及方法。
背景技术：
随着新能源和节能减排的关注，对于电源的使用效率和精度提出了越来越高的要 求。例如，对于冷光源，大功率HBLED灯与传统的日光灯相比，其节能、环保、高效等特点而 成为人们关注的焦点，随着人们对HB LED重视程度的日益升高，LED驱动电路的性能要求 也越来越高，因为输出电流的偏差大小会影响LED灯的寿命，因此对输出电流的精度也越显重要。现有技术中比较成熟的驱动芯片电路，大都采用峰值电流的控制模式。如图1所示，为峰值电流控制模式在常见BUCK拓扑结构中的应用，不同电感值L 所对应的瞬时电流，从图中可看出电感L越大，其平均电流就越接近峰值电流。如图2所示，是峰值电流控制模式对应的控制电路模块示意图，反馈回来的信号 Vsense接入误差放大器EA，与参考电压Vref进行比较，然后输出的信号直接接入PWM比较 器，与斜波信号进行比较后，经过驱动对开关管进行控制，这是峰值电流模式的主要控制原 理。上述现有技术至少存在以下缺点电流精度误差一般在30%左右，会影响电源的寿命；输出电流会同时受制于电感器L的电感值和输入电压，不仅会降低输出电流的精 确度，而且提供的实际电流小于设计时的峰值电流。为使系统输出的平均电流等于其设计 的电流值，理论上电感必须无穷大，显然很不现实。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高控制信号精度、提高整体电源性能和寿命的采用 积分电路的电源控制装置及方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的采用积分电路的电源控制装置，包括驱动电路，所述驱动电路包括误差 放大器和PWM比较器，所述PWM比较器的输出端与RS触发器连接，所述误差放大器的输入 端接入检测电压和参考电压，所述误差放大器的输出端通过积分电路与PWM比较器的输入 端连接。本发明的上述的采用积分电路的电源控制装置实现电源控制的方法，将检测电压 和参考电压比较后的信号的均值与斜波信号进行比较后，经过驱动对开关管进行控制，实 现对电源电路的控制。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的采用积分电路的电 源控制装置及方法，由于误差放大器的输出端通过积分电路与PWM比较器的输入端连接，将检测电压和参考电压比较后的信号的均值与斜波信号进行比较后，经过驱动对开关管进 行控制，实现对电源电路的控制。可以提高控制信号精度，提高整体电源性能和寿命。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。图1为现有技术中峰值电流控制模式示意图；图2为现有技术中峰值电流控制模式对应的控制电路模块示意图；图3为本发明中平均电流控制模式示意图；图4为本发明中的驱动电路示意图；图5为本发明中的驱动电路的主要波形图。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。本发明的采用积分电路的电源控制装置，其较佳的具体实施方式
是包括驱动电 路，所述驱动电路包括误差放大器和PWM比较器，所述PWM比较器的输出端与RS触发器连 接，所述误差放大器的输入端接入检测电压和参考电压，所述误差放大器的输出端通过积 分电路与PWM比较器的输入端连接。所述积分电路可以包括连接在所述误差放大器的输出端的一个电阻和两个电容， 其中一个电容直接与所述误差放大器的输出端连接，另一个电容与所述电阻串联后与所述 误差放大器的输出端连接。也可以采用其它的积分电路。本发明的上述的采用积分电路的电源控制装置实现电源控制的方法，其较佳的具 体实施方式是将检测电压和参考电压比较后的信号的均值与斜波信号进行比较后，经过 驱动对开关管进行控制，实现对电源电路的控制。所述检测电压和参考电压比较后的信号的均值通过对所述检测电压和参考电压 比较后的信号进行积分得到。所述检测电压和参考电压比较后的信号可以为电流信号或其它的信号。本发明中在误差放大器EA输出端引入积分电路，这样经过积分后的输出信号可 以看做是平均电流，采用该平均电流进行电路控制，可以显著提高电流精度，从而达到提高 整体电源性能和寿命的目的。相比峰值电流模式，平均电流模式下精度得到提高，对电感不 敏感，能大大提高LED灯的寿命。下面对本发明的控制原理进行详细的描述如图3所示，在平均电流控制模式下，不管电感L值的大小，其平均电流值均相等。 可看出利用平均电流控制模式，可以消除原峰值电流控制模式下设计的电流与实际提供的电流有偏差的问题，从而可以保证输出电流的精度。如图4所示，为本发明的驱动电路的示意图，图4中椭圆形虚线框中所示为提 供平均电流调节模式的核心电路部分，采用积分电路，把误差进行时间积分，即检测电压 Vsense (t)与参考电压Vref差值在电容上的积分，由于参考电压Vref为恒定值，故相当于 在积分时间T*D(D为开关占空比，T为周期)时间内，使Vsense (t)的平均值与参考电压之 间的误差降到最低。主要有两个工作状态第一个工作状态，开始给芯片上电，RS触发器置位⑴为高电平)，开关管导通，检 测电压vsense(t)由于外围拓扑结构中电感L的作用近似线性上升，与基准控制电压Vref 进行差值积分，即图4中Vea(t)为其积分结果。如图5(b)所示，Vea(t)随着Vsense(t)的 上升先变大后变小，当Vsense (t)的平均电压等于基准电压Vref时，电路进入第二个工作 状态；第二个工作状态，RS触发器复位⑴为低电平)，如图5(d)所示OFF时间段，即开 关管关断，VEA(t)保持不变，维持在功率管关断时刻所对应的Vea(t)的值，如图5(b)中所示 Vea(t)的波形，直到下一个工作状态而改变。开关关断时刻由VEA(t)和Vsl0pe(t)决定，整个系统的工作过程可以通过上面的 两个状态来进行描述。这是一种固定周期的导通控制方式，通过这种方式可以使得在稳态 时，如图5(a)所示，检测电压VSenSe(t)在开关导通期间的平均值等于参考电压Vref，从而 可以实现平均电流模式的控制。再如图4所示，误差放大器EA的输出端由一个电阻R2和两个电容C1、C2组成，形成两个极点和一个零点，其频域特性可用下面的式子表示为
权利要求
1.一种采用积分电路的电源控制装置，包括驱动电路，所述驱动电路包括误差放大器 和PWM比较器，所述PWM比较器的输出端与RS触发器连接，所述误差放大器的输入端接入 检测电压和参考电压，其特征在于，所述误差放大器的输出端通过积分电路与PWM比较器 的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的采用积分电路的电源控制装置，其特征在于，所述积分电路 包括连接在所述误差放大器的输出端的一个电阻和两个电容，其中一个电容直接与所述误 差放大器的输出端连接，另一个电容与所述电阻串联后与所述误差放大器的输出端连接。
3.—种权利要求1或2所述的采用积分电路的电源控制装置实现电源控制的方法，其 特征在于，将检测电压和参考电压比较后的信号的均值与斜波信号进行比较后，经过驱动 对开关管进行控制，实现对电源电路的控制。
4.根据权利要求3所述的实现电源控制的方法，其特征在于，所述检测电压和参考电 压比较后的信号的均值通过对所述检测电压和参考电压比较后的信号进行积分得到。
5.根据权利要求4所述的实现电源控制的方法，其特征在于，所述检测电压和参考电 压比较后的信号为电流信号。
全文摘要
本发明公开了一种采用积分电路的电源控制装置及方法，电源控制装置包括驱动电路，驱动电路包括误差放大器和PWM比较器，PWM比较器的输出端与RS触发器连接，误差放大器的输入端接入检测电压和参考电压，误差放大器的输出端通过积分电路与PWM比较器的输入端连接。将检测电压和参考电压比较后的信号的均值与斜波信号进行比较后，经过驱动对开关管进行控制，实现对电源电路的控制。可以提高控制信号精度，提高整体电源性能和寿命。
文档编号H05B37/02GK102055324SQ20111000467
公开日2011年5月11日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者姜岩峰 申请人:北方工业大学