[发明专利]一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源控制技术领域，特别涉及一种控制变换器输出电流电 压特性曲线的装置。

背景技术

通常情况下，在普通的电池充电器和适配器中，为了保证在低输出电压下， 保持一个恒定的输出电流，其输出电流-电压的特性曲线是垂直翻转设计的， 参见图1所示。这种垂直翻转的输出电流-电压特性曲线的特点是在不同的输 出电压时具有相同的输出电流。现有技术中实现恒定电流输出的控制方法包括 副边控制和原边控制。由于原边控制相比于副边控制具有很高的性价比，因此 大部分采用原边控制。

参见现有技术中原边控制的图2a和图2b，其中，图2a是现有技术中原 边控制的变换器电路图，图2b是图2a中PWM控制器的内部结构图。电压检 测模块201包括变压器和分压电阻，用于检测副边的输出电压，副边的输出电 压由辅助绕组间接得到，检测的输出电压反馈到PWM控制器202的FB端。 如图2b所示，检测的输出电压经过运放模块202进行运算放大后输出给恒压 控制器203，最终产生控制原边开关管的控制信号，控制信号由OUT端输出。

目前实现恒定输出电流控制的原理是根据原边峰值电流和副边导通占空 比成一定关系来实现，如图2b中的恒流控制器204和原边峰值电流检测模块 205就是用来实现恒定输出电流的。变换器工作在不连续工作模式DCM (Discontinue Current Mode)或不连续工作临界模式DCMB(Discontinue Current Mode Boundary)下，输出电流即副边的平均电流主要与原边峰值电流 与副边导通占空比有关，所以要满足恒定输出电流的要求，只需保持副边导通 占空比和原边峰值电流的乘积不变即可。

但是，有些负载在低输出电压时仍需要一个大电流工作，并且输出电压越 低输出电流越大。如图3所示在低输出电压下实现大电流输出的输出电流电压 特性曲线图。其中，曲线1是输出电流-电压特性曲线，曲线2是输出电流-功 率特性曲线。

目前实现图3所示的曲线1的输出电流-电压的特性曲线大部分采用改变 原边的峰值电流或副边导通占空比，根据不同的输出电压或与输出电压有预定 比例的电压信号通过PWM控制器外围线路来改变原边的峰值电流或副边导 通占空比，以实现不同的输出电流-电压特性曲线的斜率。但是，通过PWM 控制器外围线路实现这种倾斜输出电流-电压特性曲线的方式会增加系统器件 数目，从而增加成本，并且这种方式不能实现精确采样来实现一个线性输出曲 线。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种控制变换器输出电流电压特性曲线 的装置，能够实现低输出电压下实现大电流输出的特性曲线。

本法明提供一种控制变换器输出电流电压特性曲线的装置，包括：副边输 出电压采样单元、电流运算单元、乘法器和控制单元；

所述副边输出电压采样单元，用于对副边输出电压进行采样；

所述电流运算单元，用于根据所述副边输出电压采样单元采样的电压信号 及副边输出电压与输出电流的线性关系计算出电流信号；

所述乘法器，用于将所述电压信号和电流信号相乘计算出控制信号；

所述控制单元，用于由所述控制信号控制原边的开关管的开关频率，所述 开关频率与所述控制信号成正比。

优选地，所述副边输出电压采样单元包括第一采样电阻和第二采样电阻；

辅助绕组的异名端依次通过串联的所述第一采样电阻和第二采样电阻接 地，所述第一采样电阻和第二采样电阻的公共端连接所述电流运算单元的输入 端。

优选地，所述电流运算单元包括第一运放、第一电阻和第二电阻；

第一运放的正输入端连接预设的参考电压，副边输出电压采样单元的输出 端通过第二电阻连接第一运放的负输入端，第一运放的输出端通过第一电阻连 接第一运放的负输入端；第一运放的输出端连接所述乘法器的输入端。

优选地，所述控制单元包括镜像电流源、可调电阻、电容、开关、预设参 考电源和比较器；

乘法器的输出端连接所述镜像电流源的第一输入端，镜像电流源的第二输 入端通过可调电阻接地；

镜像电流源的第一输出端接地，第二输出端连接比较器的负输入端；

比较器的正输入端通过预设参考电源接地，预设参考电源的正极连接比较 器的正输入端，负极接地；

电容连接比较器的负输入端，开关连接比较器的负输入端；