一种开关电源输出电流的获取方法及恒流控制的开关电源与流程

本发明涉及电子，具体但不限于涉及一种开关电源输出电流的获取方法及恒流控制的开关电源。

背景技术：

1、图1、图2分别示出了一种buck电路的结构示意图和内部信号波形图。当buck电路处于稳态时，在一个开关周期中，流入电感lm的电荷量与流出电感lm的电荷量相等。根据公式q＝idt，有iout＝ilmpk*tondem/tsw。其中，iout为一个开关周期内输出电流平均值，ilmpk为电感电流峰值，tondem为导通时间ton与去磁时间tdem的叠加时间，tsw为一个开关周期的时长。

2、电感lm和电容cout组成谐振结构，如图3所示，流经电感lm的电流会谐振到负。由于负向电流的影响，实际流入电感lm的电荷量会比ilmpk*tondem更少，导致预测的输出电流iout比实际值偏大。

3、有鉴于此，需要提供一种新的结构或控制方法，以期解决上述至少部分问题。

技术实现思路

1、至少针对背景技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种开关电源输出电流的获取方法及恒流控制的开关电源，能够精确反映谐振负向电流的影响，提高恒流控制的精度。

2、根据本发明的一个方面，一种开关电源输出电流的获取方法，包括以下步骤：

3、计算电感正向电流在对应时间上的积分，获得第一电荷量；

4、计算电感负向电流在对应时间上的积分，获得第二电荷量；

5、使用所述第一电荷量减去所述第二电荷量，获得第三电荷量；

6、将所述第三电荷量除以开关电源的开关周期，获取输出电流。

7、可选地，所述计算电感正向电流在对应时间上的积分，获得第一电荷量包括：在开关电源的开关管关断瞬间，采样电感电流峰值；获取电感正向电流导通时间；将所述电感正向电流导通时间与1/2的所述电感电流峰值进行相乘，获得所述第一电荷量。

8、可选地，所述获取电感正向电流导通时间，进一步包括：在死区时间内，计算相邻两次消磁信号的时间间隔，得到开关电源的谐振周期；在开关电源的开关管导通瞬间，记录第一时间点，以及在开关管导通后，检测到消磁信号的瞬间，记录第二时间点；将所述第二时间点减去所述第一时间点，以及减去1/4的开关电源的谐振周期，获得所述电感正向电流导通时间。

9、可选地，所述计算电感负向电流在对应时间上的积分，获得第二电荷量包括：在检测到消磁信号的瞬间，采样电感电流谷值；在死区时间内，计算相邻两次消磁信号的时间间隔，得到开关电源的谐振周期；将开关电源的谐振周期与1/π的所述电感电流谷值进行相乘，获得所述第二电荷量。

10、可选地，所述计算两次消磁信号的时间间隔，得到开关电源的谐振周期，进一步包括：计算多次开关电源的开关周期中相邻两次消磁信号的时间间隔，并对所有的所述时间间隔进行求取平均值，得到开关电源的谐振周期。

11、根据本发明的另一个方面，一种恒流控制的开关电源，包括主电路、逻辑控制电路和反馈电路，其中，逻辑控制电路用于根据反馈电路的反馈信号控制主电路输出电流恒定，所述反馈电路包括：

12、第一电荷量获取电路，用于计算电感正向电流在对应时间上的积分，获得第一电荷量；

13、第二电荷量获取电路，用于计算电感负向电流在对应时间上的积分，获得第二电荷量；

14、主运算电路，用于使用所述第一电荷量减去所述第二电荷量，获得第三电荷量，并将所述第三电荷量除以开关电源的开关周期，输出反馈信号。

15、可选地，所述第一电荷量获取电路包括：第一采样电路，用于在开关电源的开关管关断瞬间，采样电感电流峰值；消磁检测电路，用于获取电感正向电流导通时间；第一副运算电路，用于将所述电感正向电流导通时间与1/2的所述电感电流峰值进行相乘，得到所述第一电荷量。

16、可选地，所述第二电荷量获取电路包括：第二采样电路，用于在检测到消磁信号的瞬间，采样电感电流谷值；消磁检测电路，用于在死区时间内，计算相邻两次消磁信号的时间间隔，得到开关电源的谐振周期；第二副运算电路，用于将开关电源的谐振周期与1/π的所述电感电流谷值进行相乘，得到所述第二电荷量。

17、可选地，所述控制电路包括：误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接基准信号，其第二输入端耦接所述反馈信号，所述误差放大电路用于将所述基准信号与所述反馈信号的差值增益输出；脉冲宽度调制电路，具有输入端和输出端，其输入端耦接所述误差放大电路的输出端，其输出端耦接所述主电路的开关管，所述脉冲宽度调制电路用于根据所述基准信号与所述反馈信号的差值控制开关管导通时间的改变，以控制所述主电路输出电流恒定。

18、本发明提出的一种开关电源输出电流的获取方法及恒流控制的开关电源，其中获取方法通过计算电感正向电流和电感负向电流在对应时间上的积分，分别获得第一电荷量和第二电荷量，再将第一电荷量与第二电荷量的差值除以开关周期，得到输出电流。该获取方法考虑了谐振负向电流的影响，使用第一电荷量减去受负向电流影响的第二电荷量，得到更接近实际流入电感电荷量的第三电荷量，并基于第三电荷量获取输出电流，提高了恒流控制的精度。

技术特征：

1.一种开关电源输出电流的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的开关电源输出电流的获取方法，其特征在于，所述计算电感正向电流在对应时间上的积分，获得第一电荷量包括：

3.如权利要求1所述的开关电源输出电流的获取方法，其特征在于，所述获取电感正向电流导通时间，进一步包括：

4.如权利要求1至3任一所述的开关电源输出电流的获取方法，其特征在于，所述计算电感负向电流在对应时间上的积分，获得第二电荷量包括：

5.如权利要求4所述的开关电源输出电流的获取方法，其特征在于，所述计算两次消磁信号的时间间隔，得到开关电源的谐振周期，进一步包括：计算多次开关电源的开关周期中相邻两次消磁信号的时间间隔，并对所有的所述时间间隔求取平均值，得到开关电源的谐振周期。

6.一种恒流控制的开关电源，包括主电路、逻辑控制电路和反馈电路，其中，逻辑控制电路用于根据反馈电路的反馈信号控制主电路输出电流恒定，其特征在于，所述反馈电路包括：

7.如权利要求6所述的恒流控制的开关电源，其特征在于，所述第一电荷量获取电路包括：

8.如权利要求6所述的恒流控制的开关电源，其特征在于，所述第二电荷量获取电路包括：

9.如权利要求6至8任一所述的恒流控制的开关电源，其特征在于，所述控制电路包括：

技术总结本发明提供的一种开关电源输出电流的获取方法及恒流控制的开关电源，其中获取方法通过计算电感正向电流和电感负向电流在对应时间上的积分，分别获得第一电荷量和第二电荷量，再将第一电荷量与第二电荷量的差值除以开关周期，得到输出电流。该获取方法考虑了谐振负向电流的影响，使用第一电荷量减去受负向电流影响的第二电荷量，得到更接近实际流入电感电荷量的第三电荷量，并基于第三电荷量获取输出电流，提高了恒流控制的精度。技术研发人员：曹锋,刘白仁受保护的技术使用者：深圳市必易微电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17