[發(fā)明專利]一種開(kāi)關(guān)電源控制芯片的補(bǔ)償電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310263776.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104253544B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文情;李芳;楊小華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/217
• 分類號(hào): H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種前饋補(bǔ)償電路，尤其涉及一種開(kāi)關(guān)電源控制芯片的補(bǔ)償電路。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源被廣泛的應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。而且，隨著開(kāi)關(guān)電源效率的提高、體積的減小、成本的降低等利好因素的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到電子產(chǎn)品中。在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要控制開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓，也常常要求控制開(kāi)關(guān)電源的輸出電流，比如控制開(kāi)關(guān)電源輸出恒定的電流以驅(qū)動(dòng)LED、手機(jī)充電器、AC/DC電源適配器和移動(dòng)設(shè)備的備用電源等。

目前，開(kāi)關(guān)電源通常采用反激型以輸出恒定的電流，最常見(jiàn)的是開(kāi)關(guān)電源中采用控制芯片、變壓器、功率管等部件形成的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)電源充電器的電路圖。功率管關(guān)閉時(shí)，變壓器上初級(jí)電感上的能量向次級(jí)傳遞，因而輸出電壓的檢測(cè)只能發(fā)生在次級(jí)二極管的消磁時(shí)間內(nèi)。輸出電壓經(jīng)過(guò)變壓器次級(jí)繞組和輔助繞組的耦合及各電阻分壓后通過(guò)反饋端送往控制芯片內(nèi)部，進(jìn)而控制功率管的導(dǎo)通時(shí)間和工作頻率，以實(shí)現(xiàn)恒壓恒流功能。恒流芯片實(shí)現(xiàn)恒流功能的具體公式為：

其中Iout為系統(tǒng)的輸出電流；Np/Ns為變壓器主次邊匝比；TDS為次級(jí)二極管的消磁時(shí)間；T為工作周期；Ip為功率管的峰值電流（即過(guò)流保護(hù)點(diǎn)）。對(duì)于既定的系統(tǒng)，Np/Ns為常量。可見(jiàn)，為了保證開(kāi)關(guān)電源恒流輸出（即Iout恒定），只需要保證消磁時(shí)間占空比TDS/T和功率管的峰值電流Ip恒定即可。通過(guò)開(kāi)關(guān)電源中控制芯片里的PWM&PFM模塊和消磁時(shí)間采樣模塊可實(shí)現(xiàn)TDS/T恒定，所以如果能使Ip恒定即可實(shí)現(xiàn)Iout恒定。由于功率管Q1關(guān)斷存在一定的延時(shí)，假設(shè)這段延時(shí)時(shí)間為Δt。當(dāng)功率管發(fā)射極電流上升到設(shè)定的過(guò)流保護(hù)點(diǎn)Ip，控制芯片檢測(cè)到后并經(jīng)過(guò)邏輯處理，最終在延時(shí)Δt時(shí)間后，功率管Q1關(guān)斷。但是在Δt時(shí)間內(nèi)，由于功率管Q1繼續(xù)導(dǎo)通，實(shí)際的發(fā)射極電流會(huì)繼續(xù)上升。到功率管Q1關(guān)斷時(shí)，實(shí)際的發(fā)射極電流Ip1應(yīng)該為：Ip1=Ip+ΔIp （3）

即實(shí)際的輸出電流應(yīng)該為：

其中

VIN為系統(tǒng)輸入交流電整流后的線電壓，Lp為主邊電感量，對(duì)于特定的控制芯片，延時(shí)時(shí)間Δt可視為常量，可見(jiàn)，ΔIp會(huì)跟隨線電壓VIN以及主邊電感量Lp的變化而變化，以致恒流輸出效果不理想。針對(duì)該情況，當(dāng)前業(yè)界普遍做法如圖2所示，在開(kāi)關(guān)電源的系統(tǒng)中通過(guò)增加R5和R8，以實(shí)現(xiàn)加入一路與線電壓VIN成正比的補(bǔ)償電流進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的恒流輸出。但這種補(bǔ)償方式是基于系統(tǒng)主邊電感量Lp固定的前提下，通過(guò)產(chǎn)生一路與VIN成正比的補(bǔ)償電流Icomp來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，相同型號(hào)產(chǎn)品的變壓器因不同個(gè)體的差異，其主邊電感量Lp必然會(huì)存在偏差。實(shí)際上其偏差可能達(dá)到±20%。因此在開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品批量生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì)存在由于電感量Lp的差異性以致上述前饋方案的恒流效果不理想。

可以理解的是，本部分的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，可能構(gòu)成或不構(gòu)成所謂的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)開(kāi)關(guān)電源輸出的恒定電流的恒流效果不夠理想的缺陷，提供一種開(kāi)關(guān)電源控制芯片的補(bǔ)償電路以使控制芯片控制開(kāi)關(guān)電源輸出精確度較高、穩(wěn)定性較好的恒定電流。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種開(kāi)關(guān)電源控制芯片的補(bǔ)償電路，其包括：充電電流產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生與所述控制芯片的峰值比較電壓V_OCP成正比的充電電流信號(hào)I₁，充電電流產(chǎn)生模塊的輸入端接控制芯片的峰值比較電壓V_OCP的輸出端；

與充電電流產(chǎn)生模塊的輸出端連接的補(bǔ)償電壓產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生與開(kāi)關(guān)電源中功率管的導(dǎo)通時(shí)間T_ON成反比且與充電電流產(chǎn)生模塊輸出的所述充電電流信號(hào)成正比的補(bǔ)償電壓信號(hào)；

補(bǔ)償電流產(chǎn)生模塊，用于將所述補(bǔ)償電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償電流信號(hào)I_FF以對(duì)控制芯片進(jìn)行前饋補(bǔ)償，且用于產(chǎn)生反饋電流I₄反饋至所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生模塊以防止補(bǔ)償電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生正反饋，其中，補(bǔ)償電流信號(hào)I_FF與V_IN/L_P成正比，V_IN為外部輸入的線電壓，L_P為開(kāi)關(guān)電源中變壓器的主邊電感量，反饋電流I₄與補(bǔ)償電流信號(hào)I_FF成正比。