技术摘要：
本发明公开了一种恒流输出控制电路、开关电源控制器及开关电源系统，能够通过可控的电容充放电电路来实现充电电流和放电电流固定，且放电电流等于(Vcs‑Vref2)/R，充电电流等于Vref2/R，实现了Vcs*Tons/Tsw＝Vref2，继而保证(Vcs*Tons/Tsw)max恒定，即使在开关电源系统  全部
背景技术：
开关电源产品因其体积小、重量轻、高功率转换效率等特点，已经被广泛应用。例 如，该产品应用于工业自动化与控制设备、军事设备、科研设备、LED照明、工业设备、通讯设 备、机电设备、仪器仪表设备、医疗设备、半导体制冷和加热设备、空气净化器、电冰箱、液晶 显示屏、视听产品、计算机机箱、数码产品等领域中。 开关电源通常主要由开关控制器和功率级电路组成，开关控制器通过控制功率级 电路中的主功率管的开关状态，使开关电源输出基本恒定输出信号供给负载，即可以使得 开关电源的输出能够达到CV(恒压)/CC(恒流)输出。例如当所述负载为LED灯时，开关电源 输出恒流信号，以驱动LED灯正常工作。所述开关控制器通常具有SSR(次边反馈控制)方案 和PSR(原边反馈控制)方案，其中，所谓原边反馈控制(PSR)方案，即省去光耦及副边恒压恒 流控制器，只采用电源变换器原边的专用集成电路(即专用控制器芯片)就能实现对输出电 压的恒压恒流控制，例如当开关电源应用于驱动发光二极管时，恒流输出可以保证发光二 极管的亮度保持恒定。 参见图1，该图为现有技术中一种具有恒流输出功能的开关电源系统的示意图。 当变压器103的原边开关(可称为主功率管)Q1导通后，原边峰值电流通过峰值电 流检测电阻Rcs转换成电压信号至第一控制器102的CS端。第一控制器102根据CS端的电压 控制DRI端停止输出驱动信号，从而控制原边开关Q1关断。 第一控制器102的FB端电压跟随输出电压Vout变化，采样电阻R2上的电压作为 Vout的反馈电压输入FB端。FB端电压经过第一控制器102内部电路处理后，产生反映副边开 关(可称为副功率管)Q2的导通时间的信号Tons(简称反映副边导通时间的信号Tons)，Tons 控制对应比例的充放电电流，该充放电电流可以控制下一次原边开关Q1的控制信号的导通 时间，从而调整Tons/Tsw的比值，Tsw是原边开关Q1的开关周期。图1所示的原边控制的开关 电源的输出电流Iout的计算方法如下： 其中，Vcs为第一控制器102控制的峰值电压；Rcs为原边的峰值电阻；Np为变压器 103的原边绕组；Ns为副边绕组；Tons为副边绕组导通时间；Tsw为系统工作周期。 请参考图2，当图1所示的开关电源恒流工作在PFM(脉冲频率调制)模式下的时候， 通常会提前预设固定Vcs的和Tons/Tsw，以此来保证系统的输出电流恒定。这是因为，在系 统的输出由恒压模式进入恒流模式的过程中，系统的峰值电压Vcs始终不变，维持在CSmax 不变，所以，只要限制了(Tons/Tsw)max，就可以保证系统的输出电流最大值恒定不变。 请参考图3，随着开关电源系统的CV(恒压)/CC(恒流)输出的控制方式的更加复 5 CN 111585448 A 说　明　书 2/10 页 杂，出现了AM(幅度调制)、PFM、QR(准谐振)模式等等，所以，系统的输出由恒压进入恒流模 式的时候，系统当前的峰值电压Vcs是不确定的，有可能是CSmax，也有可能不是(例如可能 是CS4)，因为，为了保证系统的输出电流最大值恒定，就必须保证 恒定。 因此，在开关电源系统的各种输出控制模式下，如何使得系统输出由恒压进入恒 流模式时，即使Vcs不确定，也能保证系统输出的电流最大值恒定不变，是本领域技术人员 需要解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明目的在于提供一种恒流输出控制电路、开关电源控制器及开关 电源系统，能够精确控制系统输出电流为一个恒定的电流。 为实现上述目的，本发明提供一种恒流输出控制电路，设置在开关电源的变压器 的原边侧，包括：用于产生反映变压器的副边导通时间信号的副边导通时间检测模块；用于 根据所述原边侧对应的峰值电压、所述副边导通时间信号以及第一参考电压产生充放电控 制信号的电容充放电模块；用于比较第二参考电压和所述充放电控制信号的比较器；用于 根据所述充放电控制信号进行充电和放电的充放电电容；以及，用于根据所述比较器的输 出产生用于控制所述原边侧的原边开关的恒流驱动控制信号的逻辑控制模块；其中， 所述副边导通时间检测模块的输入端连接用于反馈所述变压器的副边侧的输出 电压变化的电压反馈端，所述副边导通时间检测模块的输出端连接所述电容充放电模块的 第一输入端，所述电容充放电模块的第二输入端接入所述第一参考电压，所述电容充放电 模块的第三输入端接入所述峰值电压，所述电容充放电模块的输出端连接所述比较器的一 个输入端和所述充放电电容的一端，所述比较器的另一个输入端接入所述第二参考电压， 所述充放电电容的另一端接地； 所述逻辑控制模块的输入端连接所述比较器的输出端，所述逻辑控制模块的输出 端连接所述原边开关的控制端。 可选地，所述电容充放电模块包括：跨导放大器，导通和关断受控于所述副边导通 时间信号的第一开关，受控于所述副边导通时间信号的互补信号的第二开关，以及，负载电 容；其中，所述第一开关的一端接入所述峰值电压，所述第一开关的另一端连接所述第二开 关的一端以及所述跨导放大器的一个输入端，所述跨导放大器的另一个输入端接入所述第 一参考电压，所述第二开关的另一端接地，所述跨导放大器的输出端连接所述负载电容的 一端，所述负载电容的另一端接地，所述跨导放大器的输出端作为所述电容充放电模块的 输出端。 可选地，所述电容充放电模块包括：第一放大器，第二放大器，第一至第八晶体管， 第一电阻，第二电阻，导通和关断受控于所述副边导通时间信号的主控开关，以及，负载电 容；其中，所述第一放大器的一个输入端接入所述峰值电压，所述第一放大器的输出端连接 第一晶体管的控制端，所述第一晶体管的开关通路另一端连接第二晶体管的开关通路另一 端、所述第二晶体管的控制端以及第三晶体管的控制端，所述第一晶体管的开关通路一端 分别连接所述第一放大器的另一个输入端以及所述第一电阻的一端； 所述第二晶体管的开关通路一端、所述第三晶体管的开关通路一端、第六晶体管 6 CN 111585448 A 说　明　书 3/10 页 的开关通路一端以及第七晶体管的开关通路一端均连接一相同的工作电压，所述第三晶体 管的开关通路另一端连接第四晶体管的开关通路另一端、所述第四晶体管的控制端和第五 晶体管的控制端； 所述第六晶体管的开关通路另一端连接所述主控开关的一端以及所述负载电容 的一端以形成所述电容充放电模块的输出端，所述主控开关的另一端连接所述第五晶体管 的开关通路另一端； 所述第六晶体管的控制端、所述第七晶体管的控制端和所述第七晶体管的开关通 路另一端均连接第八晶体管的开关通路另一端，所述第八晶体管的控制端连接所述第二放 大器的输出端； 所述第二放大器的一个输入端接入所述第一参考电压，所述第二放大器的另一个 输入端连接所述第八晶体管的开关通路一端以及所述第二电阻的一端； 所述第一电阻的另一端、所述第四晶体管的开关通路一端、所述第五晶体管的开 关通路一端、所述负载电容的另一端以及所述第二电阻的另一端均接地。 可选地，所述电容充放电模块包括：第一放大器，第二放大器，串接电阻，第一至第 五晶体管，导通和关断受控于所述副边导通时间信号的第一开关和第二开关，以及，导通和 关断受控于所述副边导通时间信号的互补信号的第三开关和第四开关；其中， 所述第一开关的一端接入所述峰值电压，所述第三开关的一端接入所述第一参考 电压，所述第一开关的另一端和所述第三开关的另一端并接到所述第一放大器的一个输入 端，所述第一放大器的输出端连接所述第一晶体管的控制端； 所述第一晶体管的开关通路一端分别连接所述串接电阻的一端以及所述第一放 大器的另一输入端，所述第一晶体管的开关通路另一端分别连接所述第三晶体管的开关通 路另一端、第三晶体管的控制端、第四晶体管的控制端以及第五晶体管的控制端；所述第三 晶体管的开关通路一端、第四晶体管的开关通路一端和第五晶体管的开关通路一端均接入 一相同的工作电压，所述第四晶体管的开关通路另一端和所述第五晶体管的开关通路另一 端相互连接且连接节点作为所述电容充放电模块的输出端； 所述串接电阻的另一端分别连接所述第二开关的一端和所述第四开关的一端，所 述第四开关的另一端接地，所述第二开关的另一端连接所述第二晶体管的开关通路另一端 和所述第二放大器的一个输入端，所述第二晶体管的开关通路一端接地，所述第二晶体管 的控制端连接所述第二放大器的输出端，所述第二放大器的另一个输入端接入所述第一参 考电压。 可选地，所述电容充放电模块中的相应的所述晶体管为三极管或MOS管；当所述晶 体管为三极管时，所述晶体管的控制端为所述三极管的基极，所述晶体管的开关通路一端 为所述三极管的发射极，所述晶体管的开关通路另一端为所述三极管的集电极；当所述晶 体管为MOS管时，所述晶体管的控制端为所述MOS管的栅极，所述晶体管的开关通路一端为 所述MOS管的源极，所述晶体管的开关通路另一端为所述MOS管的漏极。 基于同一发明构思，本发明还提供一种开关电源控制器，包括本发明所述恒流输 出控制电路。 可选地，所述开关电源控制器的内部或者外围还设置有以下电路中的至少一种： 输入电压采样电路、输出电压反馈电路、驱动电路以及峰值检测电路；其中，所述驱动电路 7 CN 111585448 A 说　明　书 4/10 页 连接所述恒流输出控制电路的逻辑控制模块的输出端、所述峰值检测电路的输入端以及变 压器的原边绕组，所述输入电压采样电路的输入端接入所述变压器的原边供电的输入电 压，所述输入电压采样电路的输出端连接所述输出电压反馈电路的一个输入端，所述输出 电压反馈电路的另一个输入端连接所述变压器的原边绕组，所述输出电压反馈电路的输出 端为所述电压反馈端并连接所述恒流输出控制电路的副边导通时间检测模块的输入端，所 述峰值检测电路的输出端连接所述恒流输出控制电路的电容充放电电路的第三输入端。 可选地，所述输入电压采样电路包括输入采样电阻和采样电容，所述输入采样电 阻的一端作为所述输入电压采样电路的输入端并接入所述变压器的原边供电的输入电压， 所述输入采样电阻的另一端作为所述输入电压采样电路的输出端并连接所述采样电容的 一端以及所述逻辑控制模块的另一个输入端，所述采样电容的另一端接地；所述输出电压 反馈电路包括二极管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述二极管的阳极连接所述变压器 的一原边绕组的一端以及第一分压电阻的一端，所述二极管的阴极连接所述输入采样电阻 的另一端，所述第一分压电阻的另一端作为所述电压反馈端并连接所述第二分压电阻的一 端，所述变压器的一原边绕组的另一端和所述第二分压电阻的另一端接地；所述驱动电路 包括原边开关，所述原边开关的栅极连接所述逻辑控制模块的输出端，所述原边开关的漏 极连接所述变压器的另一原边绕组的一端，所述变压器的另一原边绕组的另一端接入所述 变压器的原边供电的输入电压；所述峰值检测电路包括峰值检测电阻，所述峰值检测电阻 的一端分别连接所述原边开关的源极以及所述电容充放电电路的第三输入端，所述峰值检 测电阻的另一端接地。 基于同一发明构思，本发明还提供一种开关电源系统，包括交流电源、整流桥、变 压器、本发明所述的开关电源控制器以及负载，所述交流电源、整流桥、变压器以及负载依 次连接，所述开关电源控制器连接在变压器的原边绕组上。 可选地，所述的开关电源系统还包括设置在所述变压器的副边绕组上的副边控制 器，所述副边控制器通过副边开关与所述负载串联。 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果： 本发明的恒流输出控制电路，能够利用一电容充放电电路的放电电流 以及充电电流 来实现 进而保证 恒定不 变，由此，能在开关电源系统的各种输出控制模式下，当系统输出由恒压进入恒流模式时， 即使Vcs不确定，也能保证系统输出的电流最大值恒定不变，即能够保证开关电源的输出电 流保持恒定。 本发明的开关电源控制器以及开关电源系统由于采用了本发明的恒流输出控制 电路，因此其输出电流能够保持恒定。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 8 CN 111585448 A 说　明　书 5/10 页 图1为现有的一种具有恒流输出功能的开关电源系统的结构示意图； 图2为现有的一种具有恒流输出功能的开关电源系统的PFM控制模式下的电流输 出与系统开关频率和峰值电压之间的曲线示意图； 图3为现有的一种具有恒流输出功能的开关电源系统的其他控制模式下的电流输 出与系统开关频率和峰值电压之间的曲线示意图； 图4是本发明具体实施例的恒流输出控制电路的框图； 图5是本发明具体实施例的恒流输出控制电路中的电容充放电电路的等效电路 图； 图6是本发明具体实施例的恒流输出控制电路中的电容充放电电路的输出随时间 变化的曲线图； 图7是本发明一实施例的电容充放电电路的电路结构图； 图8是本发明另一实施例的电容充放电电路的电路结构图； 图9是本发明又一实施例的电容充放电电路的电路结构图； 图10是本发明具体实施例的开关电源系统的电路结构图。