開關(guān)電源及在開關(guān)電源中提供恒壓和恒流控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明普遍涉及開關(guān)電源的相關(guān)領(lǐng)域。尤其是，本發(fā)明的實(shí)施例涉及了一種開關(guān)電源的可選擇的恒定輸出電壓和恒定輸出電流。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源系統(tǒng)在一般的線性調(diào)節(jié)電源方面具有很多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括體積小、良好的穩(wěn)定性和高功效等。因此，開關(guān)電源發(fā)現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品中，比如電視，機(jī)頂盒，錄像機(jī)，便攜式電話充電器，個(gè)人數(shù)碼助理(PDAS)，甚至一些自動(dòng)牙刷。近年來，開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用于LED設(shè)備中，包括替換白熾燈的應(yīng)用中。
[0003]在一些應(yīng)用中，它已經(jīng)成為理想的單獨(dú)開關(guān)電源，提供不同的輸出電壓和不同的輸出電流。例如，可以有這樣的電源，其能夠提供具有不同功率等級(jí)的5V、9V、12V的不同輸出電壓。在一些常規(guī)的設(shè)備中，負(fù)載設(shè)備所需的電壓通過副邊控制器從負(fù)載接收。舉個(gè)例子，一個(gè)移動(dòng)設(shè)備或者電腦可以通過USB連接器連接到一個(gè)電源，除了電源和接地Pin腳，其他可以用來指示設(shè)備類型。在這種情況下，設(shè)備類型和目標(biāo)電壓的信息被輸送到原邊，原邊控制器通過選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)膮⒖夹盘?hào)與代表電源輸出的反饋信號(hào)的比較，原邊控制器在原邊進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0004]而目前對(duì)于在同一系統(tǒng)中適應(yīng)不同輸出電壓的方案不容易實(shí)現(xiàn)，以及需要特別的補(bǔ)償回路，電路成本高。
[0005]另外，在連續(xù)導(dǎo)通模式(Continous Conduct1n Mode，CCM)模式下恒流能夠增加變壓器利用率，但在PSR系統(tǒng)中不能實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種開關(guān)電源，包括:
[0009]變壓器，具有原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組與功率開關(guān)耦合，所述副邊繞組為負(fù)載提供輸出；
[0010]功率開關(guān)，與所述變壓器的原邊繞組耦合；
[0011]原邊控制器，與所述功率開關(guān)耦合，所述原邊控制器通過控制所述功率開關(guān)導(dǎo)通和截止所述原邊繞組中的電流；
[0012]副邊控制器，與所述副邊繞組耦合，用于提供開關(guān)電源的恒流和恒壓控制，所述副邊控制器被設(shè)定為:
[0013]接收一輸出選擇信號(hào)；
[0014]基于所述輸出選擇信號(hào)，從多個(gè)電壓參考信號(hào)中選擇一電壓參考信號(hào)，以及從多個(gè)電流參考信號(hào)中選擇一電流參考信號(hào)；
[0015]監(jiān)測開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流，用于判斷所述輸出電壓是否低于所述選擇的電壓參考信號(hào)，以及所述輸出電流是否低于所述選擇的電流參考信號(hào)；
[0016]當(dāng)所述輸出電壓低于所述選擇的電壓參考信號(hào)且所述輸出電流低于所述選擇的電流參考信號(hào)時(shí)，提供一導(dǎo)通信號(hào)給原邊控制器去導(dǎo)通所述功率開關(guān)；
[0017]其中，原邊控制器響應(yīng)來自副邊控制器的導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通所述功率開關(guān)，當(dāng)原邊繞組中的電流達(dá)到一原邊電流參考水平時(shí)，所述原邊控制器截止所述功率開關(guān)。
[0018]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過光耦合方式向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0019]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過一光耦器向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0020]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過電感耦合方式向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0021]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過在變壓器繞組間的電感耦合原邊控制器，并向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0022]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，當(dāng)在原邊繞組或副邊繞組中沒有電流時(shí)，所述副邊控制器向原邊控制器提供導(dǎo)通信號(hào)。
[0023]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過第二變壓器提供的電感耦合原邊控制器，并向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0024]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，當(dāng)在原邊繞組或副邊繞組中有電流時(shí)，所述副邊控制器向原邊控制器提供導(dǎo)通信號(hào)。
[0025]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器還包括:
[0026]一個(gè)或多個(gè)輸入端，用于接收輸出選擇信號(hào)；
[0027]解碼電路，用于對(duì)所述輸出選擇信號(hào)進(jìn)行解碼；
[0028]參考信號(hào)產(chǎn)生電路，基于所述輸出選擇信號(hào)產(chǎn)生電壓參考信號(hào)和電流參考信號(hào)；
[0029]電壓感應(yīng)端，獲取副邊繞組的輸出電壓的信息；
[0030]電流感應(yīng)端，獲取副邊繞組電流的信息；
[0031]控制電路，包括:
[0032]第一比較器，耦合于所述電壓感應(yīng)端和所述電壓參考信號(hào)；
[0033]第二比較器，耦合于所述電流感應(yīng)端和所述電流參考信號(hào)；
[0034]邏輯電路，耦合于所述第一比較器和第二比較器，提供所述導(dǎo)通信號(hào)；
[0035]驅(qū)動(dòng)電路，為所述原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通所述功率開關(guān)。
[0036]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，來自副邊控制器的所述導(dǎo)通信號(hào)是一脈沖信號(hào)，所述原邊控制器檢測所述脈沖信號(hào)的上升沿或下降沿。
[0037]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述原邊控制器還包括:
[0038]比較器電路，具有接收來自副邊控制器的所述導(dǎo)通信號(hào)的一輸入端，和耦合于一參考信號(hào)的另一輸入端；
[0039]D鎖存器，具有一耦合于所述比較器電路的輸出端的時(shí)鐘輸入端。
[0040]一種開關(guān)電源，包括:
[0041]變壓器，具有原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組與功率開關(guān)耦合，所述副邊繞組為負(fù)載提供輸出；
[0042]功率開關(guān)，與所述變壓器的原邊繞組耦合；
[0043]原邊控制器，與所述功率開關(guān)耦合，所述原邊控制器通過控制所述功率開關(guān)導(dǎo)通和截止所述原邊繞組中的電流；
[0044]副邊控制器，與所述副邊繞組耦合，用于提供開關(guān)電源的恒流和恒壓控制，所述副邊控制器被設(shè)定為:
[0045]接收一輸出選擇信號(hào)；
[0046]基于所述輸出選擇信號(hào)，從多個(gè)電壓參考信號(hào)中選擇一電壓參考信號(hào)；
[0047]監(jiān)測開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流，用于判斷所述輸出電壓是否低于所述選擇的電壓參考信號(hào)，以及所述輸出電流是否低于一電流參考信號(hào)；
[0048]當(dāng)依據(jù)所述輸出電壓低于所述選擇的電壓參考信號(hào)和所述輸出電流低于所述選擇的電流參考信號(hào)時(shí)，提供一導(dǎo)通信號(hào)給原邊控制器去導(dǎo)通所述功率開關(guān)；
[0049]其中，原邊控制器響應(yīng)來自副邊控制器的導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通所述功率開關(guān)，當(dāng)原邊繞組中的電流達(dá)到一原邊電流參考水平時(shí)，所述原邊控制器截止所述功率開關(guān)。
[0050]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器基于所述輸出選擇信號(hào)，從多個(gè)電流參考信號(hào)中選擇所述電流參考信號(hào)。
[0051]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過一光耦器向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0052]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述副邊控制器通過第二變壓器提供的電感耦合原邊控制器，并向原邊控制器提供所述導(dǎo)通信號(hào)。
[0053]一種在開關(guān)電源中提供恒壓和恒流控制的方法，所述開關(guān)電源包括具有原邊繞組和副邊繞組的變壓器，耦合于所述原邊繞組的功率開關(guān)，原邊控制器和副邊控制器，所述方法包括:
[0054]在副邊控制器中，
[0055]監(jiān)測所述開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流，判斷所述輸出電壓是否低于一目標(biāo)電壓參考信號(hào)，以及所述輸出電流是否低于一目標(biāo)變流參考信號(hào)；
[0056]當(dāng)所述輸出電壓低于所述選擇的電壓參考信號(hào)和所述輸出電流低于所述選擇的電流參考信號(hào)時(shí)，為原邊控制器提供一導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通所述功率開關(guān)；
[0057]在原邊控制器中，
[0058]響應(yīng)來自副邊的所述導(dǎo)通信號(hào)，提供一控制信號(hào)去導(dǎo)通所述功率開關(guān)。
[0059]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中提供恒壓和恒流控制的方法中，還包括:
[0060]在副邊控制器中，
[0061]接收一輸出選擇信號(hào)；
[0062]基于所述輸出選擇信號(hào)，從多個(gè)電壓參考信號(hào)中選擇所述目標(biāo)電壓參考信號(hào)，以及從多個(gè)電流參考信號(hào)中選擇所述目標(biāo)電流參考信號(hào)。
[0063]優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中提供恒壓和恒流控制的方法中，還包括在原邊控制器中，當(dāng)原邊繞組中的電流達(dá)到一峰值電流參考水平時(shí)，截止所述功率開關(guān)。
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