一种具有多模式恒流控制的开关转换系统的制作方法

本发明涉及恒流控制，尤其涉及一种具有多模式恒流控制的开关转换系统。

背景技术：

1、在电子技术日趋成熟的当前环境下，开关电源管理ic在许多领域都有着大量的应用，已经成为一大研究热门。而反激式变换器作为开关电源的一个常用的构成部分，因为结构相对简单，不仅具有较高的输出效率和低的制作成本，并且因为变压器的存在，大大减小了输入和输出间的相互作用，所以在中经常能看到它的身影。特别是应用越来越多的移动便携设备，为了能够进行较高的电能转换，它们几乎都要个各自搭配至少一个适配器。在这种情况下，反激变换器获得了极大的发展。

2、反激式变换器主要分为两类：副边反馈和原边反馈(primary side regulation，psr)。两者相比较，前者虽然能够得到较为精确的电压和电流输出，但在高温条件下其恒流和恒压的控制效果较差。恒流控制在led驱动电源中也有着广泛的应用，相较于恒压控制它的输出电流稳定，不会受到输入电压波动和环境干扰的影响。

3、因此，有必要提供一种具有多模式恒流控制的开关转换系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：包括带隙基准电路单元、电阻测量电路单元、开关驱动电路、过温保护电路单元、开关延迟补偿电路、恒流误差放大电路、恒流运算电路、过零检测电路、电流采样比较电路与arm主控单元；带隙基准电路单元包括启动电路、带隙基准核心电路及欠压锁存电路；启动电路的目的在与保证带隙基准在启动时能够脱离“简并点”，当带隙基准正常启动后，三极管关断，启动电路将自动失效；欠压锁存电路当系统供电电压较低时，会导致比较器以及某些逻辑电路发生错误，当且仅当输入电压满足电路正常工作要求时，才会给出使能信号，控制系统电路各模块电路正常工作；电阻测量电路单元包括矩阵开关、四线制电阻测试电路、电阻测量电路、滤波放大电路及24位adc采样电路；矩阵开关的输入端与恒流输出电路单元中的电流监测电路输出连接；arm主控单元内存储计算机程序、pid控制、pwm恒流控制及pfm恒流控制。

3、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，所述开关驱动电路的输入端与arm主控单元的输出端连接，开关驱动电路的输出端与矩阵开关的输入端连接。

4、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，所述恒流运算电路包括输出电流估值vio生成电路。

5、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，过温保护电路单元过通过设置迟滞，可以进一步提升otp模块的可靠性，避免温度持续在阈值点处波动所造成的系统不稳定。

6、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，电阻测量电路单元还包括与矩阵开关连接的外部计量接口，用于连接外部计量设备，进行恒流输出和电阻测量精度计量。

7、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，所述开关延迟补偿电路用来和cs采样电阻上的原边电流相叠加，叠加电流再作用于采样电阻上作为比较器的正极输入，其目的在于使得比较器可以在原边峰值电流到达之前，提前做出翻转用来弥补电路内部的总关断延迟δt。

8、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，过零检测电路相应的输出电压监测保护电路，当输出端出现短路或者开路等情况时时，能够及时采取保护措施，增强系统的安全可靠性。

9、作为本发明所述具有多模式恒流控制的开关转换系统的一种优选方式，电流采样比较电路包括前沿消隐(leb)电路、开关延迟补偿电路及电流采样比较电路。

10、本发明的有益效果：该系统是一种集成中值采样的恒流调制实现方案，同时采用双功率管级联的结构替代辅助绕组以完成消磁时间结束点的采样，进一步降低了系统能耗。控制电路部分集成了输入线缆补偿技术，改善了不同输入线压下的恒流精度。此外，电路还集成了过温保护，原边短路保护等保护电路，有效提高了系统的可靠性和安全性。通过自调节环路产生基准电压动态调节led驱动电压，实现恒流电路的最小饱和压降；并且自调节环路通过电流充放电，实现基准电压精准的动态调节，无需额外的滤波电容，能实现单芯片集成，降低系统成本及复杂度。

技术特征：

1.一种具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：包括带隙基准电路单元、电阻测量电路单元、开关驱动电路、过温保护电路单元、开关延迟补偿电路、恒流误差放大电路、恒流运算电路、过零检测电路、电流采样比较电路与arm主控单元；带隙基准电路单元包括启动电路、带隙基准核心电路及欠压锁存电路；启动电路的目的在与保证带隙基准在启动时能够脱离“简并点”，当带隙基准正常启动后，三极管关断，启动电路将自动失效；欠压锁存电路当系统供电电压较低时，会导致比较器以及某些逻辑电路发生错误，当且仅当输入电压满足电路正常工作要求时，才会给出使能信号，控制系统电路各模块电路正常工作；

2.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：所述开关驱动电路的输入端与arm主控单元的输出端连接，开关驱动电路的输出端与矩阵开关的输入端连接。

3.根据权利要求2所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：所述恒流运算电路包括输出电流估值vio生成电路。

4.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：过温保护电路单元过通过设置迟滞，可以进一步提升otp模块的可靠性，避免温度持续在阈值点处波动所造成的系统不稳定。

5.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：电阻测量电路单元还包括与矩阵开关连接的外部计量接口，用于连接外部计量设备，进行恒流输出和电阻测量精度计量。

6.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：所述开关延迟补偿电路用来和cs采样电阻上的原边电流相叠加，叠加电流再作用于采样电阻上作为比较器的正极输入，其目的在于使得比较器可以在原边峰值电流到达之前，提前做出翻转用来弥补电路内部的总关断延迟δt。

7.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：过零检测电路相应的输出电压监测保护电路，当输出端出现短路或者开路情况时，能够及时采取保护措施，增强系统的安全可靠性。

8.根据权利要求1所述具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：电流采样比较电路包括前沿消隐电路、开关延迟补偿电路及电流采样比较电路。

技术总结本发明公开了一种具有多模式恒流控制的开关转换系统,其特征在于：包括带隙基准电路单元、电阻测量电路单元、开关驱动电路、过温保护电路单元、开关延迟补偿电路、恒流误差放大电路、恒流运算电路、过零检测电路、电流采样比较电路与ARM主控单元；带隙基准电路单元包括启动电路、带隙基准核心电路及欠压锁存电路；本发明实现了无辅助绕组原边反馈恒流驱动电路在输入电压85～220Vac、最高负载12V下，实现了1.5A的稳定电流输出，电路的线性调整率低于±2％，负载调整率低于±1.5％，不同工作环境下转换效率均高于85％，通过检测次级电流的大小，并根据检测到的次级电流对驱动电压V<subgt;DRI</subgt;进行调整,进而实现多模式下快速关断同步整流驱动电路。技术研发人员：刘卫滨受保护的技术使用者：南京德馨艺佳电子技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25