【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及ac電壓轉(zhuǎn)換為dc電壓的領(lǐng)域，尤其涉及一種ac-dc電源開關(guān)電路及芯片。
技術(shù)介紹
1、參考圖1，是傳統(tǒng)的ssr拓?fù)鋋c-dc電路框圖，虛框表示ac-dc芯片。芯片工作在ccm模式時(shí)可以實(shí)現(xiàn)最大輸入功率不隨著輸入電壓vin變化，但對(duì)次邊同步整流芯片的要求較高，成本更貴。具體的，輸出vo的信息通過采樣電阻r1和r2、tl431以及光耦反饋到芯片com腳，芯片通過com腳的電壓大小，調(diào)整工作頻率和電感電流il，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的恒定。當(dāng)工作最大載時(shí)，com腳電壓達(dá)到最大值，芯片的工作頻率恒定，il的最大值ipeak恒定。當(dāng)工作在ccm模式時(shí)，芯片的工作頻率由振蕩器osc的工作頻率決定，當(dāng)osc的輸出變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，開關(guān)管m1導(dǎo)通，到代表電感電流的采樣電壓vcs(即rcs上的壓降)到達(dá)com腳電壓vcom后，關(guān)閉開關(guān)管；直到下次osc高電平來，開啟下一個(gè)周期，此種開關(guān)方式不檢測(cè)在開關(guān)管關(guān)閉后電感電流是否掉到零，因此其會(huì)工作在ccm模式。圖2是工作在ccm的工作波形，芯片內(nèi)部設(shè)置的最大工作頻率f為65khz，il的最大值ipeak為0.9a，電感值l為1mh，匝比為n＝np/ns＝11，ipeak、l和匝比n均可以根據(jù)應(yīng)用方案外部調(diào)整。當(dāng)輸入電壓為264vac時(shí)，最高電壓為373v，輸出電壓vo為12v，二極管導(dǎo)通電壓vd1為0.7v，工作在最大載時(shí)，ipeak＝0.9a，根據(jù)伏秒平衡公式：
2、vonton＝vofftoff；
3、
4、
5、tonp為原邊導(dǎo)通時(shí)間，tons為次
6、當(dāng)ipeak0＝0時(shí)，此時(shí)tonp和tons最大，得到tons＝6.44us，tonp＝2.412us；
7、
8、所以在高vac時(shí)工作在dcm模式，此時(shí)最大功率為：
9、
10、轉(zhuǎn)換效率按照η＝85％，最大負(fù)載電流iocp為：
11、
12、當(dāng)vin為90v時(shí)，工作在最大載，谷底電壓為80vdc，此時(shí)有：
13、
14、
15、當(dāng)ipeak0＝0時(shí)，此時(shí)tons和tonp最大，得到tons＝6.44us，tonp＝11.25us，此時(shí)tons+tonp＝17.69us>15.38us，不符合伏秒平衡公式，此時(shí)工作在ccm模式。
16、根據(jù)伏秒平衡求解得到ipeak0＝0.117a，此時(shí)最大輸入功率為：
17、
18、轉(zhuǎn)換效率按照η＝85％，最大負(fù)載電流iocp為：
19、
20、可以看出工作在ccm的芯片可以實(shí)現(xiàn)在輸入電壓為高壓vac和低壓vac同樣的最大負(fù)載電流。
21、當(dāng)設(shè)計(jì)芯片工作在bcm模式時(shí)，最大負(fù)載工作在bcm模式的波形圖如圖3所示。最大載工作在bcm時(shí)，is為次邊電感電流，每次檢測(cè)到次邊電流is降到0，開關(guān)管才導(dǎo)通，直到代表電感電流的vcs到達(dá)vcom后，關(guān)閉開關(guān)管，次邊開始放電，直到電流is降到0開啟下個(gè)周期。其工作周期為：
22、
23、
24、t＝tonp+tons；
25、可見，輸出固定時(shí)，tons固定，tonp與輸入電壓成反比。當(dāng)輸入電壓為264vac交流電時(shí)，t＝2.412+6.44＝8.852us；當(dāng)輸入電壓為90vac交流電時(shí)，谷底電壓為80vdc，t＝12.5+6.44＝18.94us，根據(jù)輸入功率公式，高壓時(shí)最大功率為：
26、
27、轉(zhuǎn)換效率按照η＝85％，最大負(fù)載電流iocp為：
28、
29、低壓時(shí)最大功率為：
30、
31、轉(zhuǎn)換效率按照η＝85％，最大負(fù)載電流iocp為：
32、
33、從式中可以看出高低壓輸入時(shí)由于工作周期t的不同，導(dǎo)致最大輸入功率差別很大，最大負(fù)載電流差別大，這不符合應(yīng)用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種ac-dc電源開關(guān)電路及芯片。
2、本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
3、一方面，構(gòu)造一種ac-dc電源開關(guān)電路，應(yīng)用于ssr拓?fù)潆娐分校糜趯?shí)現(xiàn)bcm模式下最大載電流、最大功率不隨輸入電壓變化，所述ac-dc電源開關(guān)電路包括：
4、計(jì)時(shí)補(bǔ)差電路，用于在每個(gè)開關(guān)周期中，當(dāng)所述ac-dc電源開關(guān)電路的原邊導(dǎo)通時(shí)間小于第一時(shí)長(zhǎng)時(shí)，在所述ac-dc電源開關(guān)電路的次邊完成放電后再等待第二時(shí)長(zhǎng)后產(chǎn)生觸發(fā)下個(gè)開關(guān)周期開啟的觸發(fā)開啟信號(hào)；
5、其中，所述第一時(shí)長(zhǎng)為所述ssr拓?fù)潆娐返淖钚≥斎腚妷旱墓鹊纂妷合伦畲筝d工作在bcm模式時(shí)所述原邊的開關(guān)管在單個(gè)周期中的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)，所述第二時(shí)長(zhǎng)為所述第一時(shí)長(zhǎng)與最近一次的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)的差值。
6、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)所述的ac-dc電源開關(guān)電路中，所述計(jì)時(shí)補(bǔ)差電路包括：
7、充電電路，用于利用受控于所述ssr拓?fù)潆娐返妮敵鲭娐返牟蓸与妷旱碾娏髟催M(jìn)行充電，且在次邊放電過程中停止充電；
8、比較電路，連接所述充電電路，用于在所述充電電路的充電電壓到達(dá)參考電壓時(shí)輸出計(jì)時(shí)信號(hào)；
9、觸發(fā)開啟信號(hào)產(chǎn)生電路，連接所述比較電路，用于在接收到所述計(jì)時(shí)信號(hào)以及代表次邊放電的放電信號(hào)時(shí)輸出所述觸發(fā)開啟信號(hào)。
10、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)所述的ac-dc電源開關(guān)電路中，所述充電電路包括受控于所述ssr拓?fù)潆娐返妮敵鲭娐返牟蓸与妷旱碾娏髟础⒊潆婇_關(guān)管、電容、充電復(fù)位管，所述比較電路包括第一比較器、第一反相器，所述觸發(fā)開啟信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一鎖存器；
11、所述電流源、所述充電開關(guān)管、所述電容串接構(gòu)成充電路徑，所述充電復(fù)位管與所述電容并聯(lián)構(gòu)成放電路徑，所述充電開關(guān)管的開通受控于所述放電信號(hào)，所述充電復(fù)位管的開通受控于開啟復(fù)位信號(hào)，所述開啟復(fù)位信號(hào)是一個(gè)在開關(guān)管開啟時(shí)同步產(chǎn)生的短時(shí)脈沖信號(hào)，所述第一比較器的負(fù)輸入端連接所述電容的正極，所述第一比較器的正輸入端接收所述參考電壓，所述第一比較器的輸出端經(jīng)由所述第一反相器連接所述第一鎖存器的一個(gè)輸入端，所述第一鎖存器的另一個(gè)輸入端接收所述放電信號(hào)，所述第一鎖存器的輸出端輸出所述觸發(fā)開啟信號(hào)。
12、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)所述的ac-dc電源開關(guān)電路中，所述觸發(fā)開啟信號(hào)直接作為開啟下個(gè)開關(guān)周期的周期開啟信號(hào)，或者與谷值檢測(cè)信號(hào)一起觸發(fā)產(chǎn)生所述周期開啟信號(hào)。
13、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)所述的ac-dc電源開關(guān)電路中，所述ac-dc電源開關(guān)電路還包括：
14、原邊電感電流谷值檢測(cè)電路，用于當(dāng)次邊的采樣電壓到達(dá)設(shè)定的谷值電壓時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)下個(gè)開關(guān)周期的谷值檢測(cè)信號(hào)；
15、開啟信號(hào)產(chǎn)生電路，與計(jì)時(shí)補(bǔ)差電路和原邊電感電流谷值檢測(cè)電路分別連接，用于在觸發(fā)開啟信號(hào)和谷值檢測(cè)信號(hào)均出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生開啟下個(gè)開關(guān)周本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種AC-DC電源開關(guān)電路，應(yīng)用于SSR拓?fù)潆娐分校糜趯?shí)現(xiàn)BCM模式下最大載電流、最大功率不隨輸入電壓變化，其特征在于，所述AC-DC電源開關(guān)電路包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述計(jì)時(shí)補(bǔ)差電路(101)包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述充電電路(1011)包括受控于所述SSR拓?fù)潆娐返妮敵鲭娐返牟蓸与妷?Vcom)的電流源(Icom)、充電開關(guān)管(pm0)、電容(C0)、充電復(fù)位管(nm0)，所述比較電路(1012)包括第一比較器(comp1)、第一反相器，所述觸發(fā)開啟信號(hào)產(chǎn)生電路(1013)包括第一鎖存器；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述觸發(fā)開啟信號(hào)(select)直接作為開啟下個(gè)開關(guān)周期的周期開啟信號(hào)(gate_on)，或者與谷值檢測(cè)信號(hào)(valley)一起觸發(fā)產(chǎn)生所述周期開啟信號(hào)(gate_on)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述AC-DC電源開關(guān)電路還包括：
6.根
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述AC-DC電源開關(guān)電路還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述開啟脈沖產(chǎn)生電路(104)包括延時(shí)器、第三反相器、與門，所述延時(shí)器的輸入端以及所述與門的一個(gè)輸入端分別接收所述周期開啟信號(hào)(gate_on)，所述延時(shí)器的輸出端經(jīng)由所述第三反相器連接至所述與門的另一個(gè)輸入端，所述與門的輸出端輸出所述窄脈沖信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的AC-DC電源開關(guān)電路，其特征在于，所述開關(guān)關(guān)閉控制電路(105)包括第三比較器(comp4)，所述第三比較器(comp4)的負(fù)輸入端接收所述SSR拓?fù)潆娐返妮敵鲭娐返牟蓸与妷?Vcom)，所述第三比較器(comp4)的正輸入端接收所述原邊的采樣電壓(Vcs)，所述第三比較器(comp4)的輸出端輸出所述周期關(guān)閉信號(hào)(gate_off)；
10.一種AC-DC電源開關(guān)芯片，其特征在于，內(nèi)部集成有如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的AC-DC電源開關(guān)電路。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種ac-dc電源開關(guān)電路，應(yīng)用于ssr拓?fù)潆娐分校糜趯?shí)現(xiàn)bcm模式下最大載電流、最大功率不隨輸入電壓變化，其特征在于，所述ac-dc電源開關(guān)電路包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ac-dc電源開關(guān)電路，其特征在于，所述計(jì)時(shí)補(bǔ)差電路(101)包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ac-dc電源開關(guān)電路，其特征在于，所述充電電路(1011)包括受控于所述ssr拓?fù)潆娐返妮敵鲭娐返牟蓸与妷?vcom)的電流源(icom)、充電開關(guān)管(pm0)、電容(c0)、充電復(fù)位管(nm0)，所述比較電路(1012)包括第一比較器(comp1)、第一反相器，所述觸發(fā)開啟信號(hào)產(chǎn)生電路(1013)包括第一鎖存器；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ac-dc電源開關(guān)電路，其特征在于，所述觸發(fā)開啟信號(hào)(select)直接作為開啟下個(gè)開關(guān)周期的周期開啟信號(hào)(gate_on)，或者與谷值檢測(cè)信號(hào)(valley)一起觸發(fā)產(chǎn)生所述周期開啟信號(hào)(gate_on)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ac-dc電源開關(guān)電路，其特征在于，所述ac-dc電源開關(guān)電路還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ac-dc電源開關(guān)電路，其特征在于，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊學(xué)仁，黃沖，黃裕泉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：輝芒微電子深圳股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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