[發明專利]一種峰值電流模式控制的開關電源的斜波補償電路

在審

• 申請號: 201310383404.9
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103414318A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 吉文安;楊錦輝
• 申請（專利權）人: 上海斐訊數據通信技術有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種補償電路，特別是涉及一種峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路。

背景技術

脈沖寬度調制（Pulse-Width?Modulation，PWM）反饋控制技術是電源芯片中常用的一種技術，它的基本原理就是在輸入變化、內部參數變化、外接負載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋，調節主電路開關的動態脈沖寬度，使得開關電源的輸出電壓或電流等被控制信號穩定。

PWM控制模式可分為電流模式控制和電壓模式控制兩種。電流模式控制因其動態反應快、補償電路簡化、增益帶寬大、輸出電感小、易于均流等優點而被廣泛應用。電流模式控制又分為峰值電流模式控制和平均電流模式控制。當采用峰值電流控制模式且驅動信號的占空比大于50%時，開環工作電流就存在不穩定性，電源的抗干擾性能下降，不能穩定工作。圖1為現有技術中峰值電流控制模式的開關電源的電感電流的變化示意圖。其中，ΔI₀為擾動電流，虛線是加上擾動電流后的電感電流，實線是未擾動時的電感電流，Ve是電壓誤差放大器輸出的電流設定值，M1，M2分別是電感電流的上升沿及下降沿斜率，D為占空比。經過一個開關周期后，擾動電流引起的電流誤差ΔI₁變大了，從而造成開關電源工作不穩定。

因此，需要對開關電源進行斜波補償。斜波補償能增加電路穩定性，使電感電流平均值不隨占空比的變化而變化，并減小峰值和平均值的誤差，還能抑制次諧波震蕩和振鈴電感電流。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，在峰值電流控制模式且驅動信號在任意占空比下，使得擾動電流引起的電流誤差逐漸變小而收斂，開關電源能正常穩定的工作。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，所述斜波補償電路至少包括：三極管Q1、電流型PWM控制IC、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1、電容C2、電容C3和初級電流檢測電阻Rsense，其中，

所述三極管Q1的基極連接所述電流型PWM控制IC的定時腳CT，集電極連接所述電流型PWM控制IC的參考電壓腳Vref，發射極分兩路：一路經由所述電阻R3接地，另一路連接所述電容C1的一端；所述電容C1的另一端經由所述電阻R2連接到所述電流型PWM控制IC的初級電流檢測腳Isense；所述初級電流檢測電阻Rsense的一端接地，另一端經過由所述電阻R1、所述電容C2組成的RC濾波器連接到所述電流型PWM控制IC的電流檢測腳Isense；所述電容C3一端連接所述電流型PWM控制IC的定時腳CT，另一端接地；開關電源變壓器初級的峰值電流Ip接入所述初級電流檢測電阻Rsense。

根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述斜波補償電路產生的補償斜率通過下述步驟計算：

計算開關電源變壓器的次級電流的下降斜率：S=di/dt=VSEC/LSEC，其中VSEC是變壓器次級線圈的電壓值，LSEC是變壓器次級線圈的電感量；

計算次級電流折算到初級電流的斜率：S1=S/N，其中，N為變壓器的初次級線圈匝數比；

計算初級電流檢測電阻上的斜波電壓：V=S1*Rsense；

計算補償斜率：Scomp=M*V*R2/(R1+R2)，其中，M為變壓器的電感下降斜率引入量。

進一步地，根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述LSEC由儀器直接測量或者由變壓器的初級線圈的電感量和匝數推算出來。

進一步地，根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述VSEC由輸出電壓加上整流管壓降得到的。

根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述斜波補償電路產生的補償斜率通過下述步驟計算：

計算震蕩器的充電斜率：Sosc=d(Vosc)/d(Ton)，其中，Vosc是震蕩器的峰值電壓，Ton是震蕩器的最大導通時間；

計算補償斜率：Scomp=Sosc*R1/(R1+R2)。

進一步地，根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述補償斜率由R2和R1的比值決定，且R2/R1=Sosc/(V*M)，其中V為初級電流檢測電阻上的斜波電壓，M為變壓器的電感下降斜率引入量。

根據上述的峰值電流控制模式的開關電源的斜波補償電路，其中：所述電阻R3的阻值為所述電阻R2的十分之一。