[发明专利]用于反激式PWM变换器DCM模式的输出电流计算电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，特别涉及一种输出电流计算电路，可用于电源类模拟集成电路的设计。

背景技术

反激式变换器以其简单、节能、输出范围广等优点已经在众多电源转换产品中得到了应用。传统的反激式变换器采用次级侧控制技术，但是近年来，初级侧控制技术以其面积小、成本低、效率高等优点已经成为反激式变换器的主要控制方式。反激式变换器的调制方式也有多种，通常有脉冲宽度调制PWM，脉冲频率调制PFM以及混合调制PWM-PFM。其中，PWM控制方式简单有效，尤其在低功率输出200W以下优势巨大，应用最多。反激式变换器的工作状态有连续导通模式CCM和不连续导通模式DCM,其中连续导通模式由于产生零点的不确定性使电路补偿困难,应用很少,不连续导通模式以其更佳的调整方式而得到广泛应用。

初级侧控制反激式变换器的应用如LED驱动、电池充电器等都需要恒流控制，近年来有人提出了许多恒流控制的方法,但均没有提出具体实现输出电流计算的电路,而其中实现输出电流的检测与计算对于恒流控制至关重要。

图1所示为初级侧控制反激式变换器的基本工作电路，其工作时的电路主要波形如图2所示，其中Gate为功率管驱动电压，I_ds初级侧电感上的电流，I_D为流过整流管D_R的电流，V_A为辅助电感两端电压。这种传统初级侧控制反激式变换器的恒流电路的简要工作原理如下：功率管打开后，输入电压加在初级侧电感两端，初级侧电感上的电流从零开始线性上升至最大值I_pk，表示为其中，V_in是输入电压，L_m是初级侧电感值，T_on为功率管的导通时间。功率管打开时能量存储在初级侧电感，功率管关断后，初级侧电感的能量反激至次级侧电感，并使整流管D_R导通，次级侧电感电流由峰值I_D-pk线性减小为零，此时，次级侧电感中能量全部输出。由能量守恒定律可以得出：从而得出输出电流I_O，表示为其中，L_P是次级侧电感值，f为功率管的打开频率，V_O是输出电压，I_O是输出电流，电感L_P是已知量，初级侧电感电流每次达到的最大值I_pk是固定的，只要保持恒定就实现了输出电流I_O恒定。这种传统恒流电路虽然利用了能量守恒定律，但却忽略了变换器及电路中其他器件消耗的能量，因此变换器的输出电流I_O误差较大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于反激式PWM变换器DCM模式的输出电流计算电路，能实现对芯片的输出电流的检测，以提高输出电流I_O的准确度，减少电路的功耗与面积。

本发明的技术思路是:通过芯片电流检测引脚CS，获得初级侧电感电流峰值的采样电压V_CSM，通过对初级侧电感电流峰值的采样电压V_CSM和次级侧电感放电时间T_d的计算，得到能线性表示输出电流的电压量V_OUT。

根据以上技术思路，给出以下两种技术方案：

技术方案一：

一种用于反激式变换器的输出电流计算电路，包括：时序电路，峰值检测电路和计算电路，时序电路为峰值检测电路和计算电路提供控制时序；峰值检测电路为计算电路提供初级侧电感电流采样电压峰值V_CSM；计算电路通过对次级侧电感放电时间T_d和初级侧电感电流采样电压峰值V_CSM的计算，输出与反激式变换器的输出电流呈线性关系的电压量V_OUT，其特征在于：