[發(fā)明專利]開關電源的OCP補償電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410436694.3
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104184306B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 周偉江;吳建興
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張振軍

技術領域

本發(fā)明涉及開關電源技術，尤其涉及一種開關電源的OCP補償電路及方法。

背景技術

開關電源中，OCP補償是一種連續(xù)模式在不同輸入電壓情況下保證輸出功率一致性的技術方案。通常，檢測點極限值都會在固定值的基礎上疊加一個隨占空比增大而增大的增量，該增量值就是OCP補償量。

從系統(tǒng)輸出功率一致性的需要來講，隨著占空比變大，需要的OCP補償量也要大。然而，在輸入電壓比較低的時候，會存在一個很嚴重的問題，如圖1所示。在一般應用中，檢測點隨占空比增大呈線性增長，那么當輸入電壓比較低的時候，檢測點線性增長的斜率會很小，至少比檢測點極限值線的斜率要小，這樣要達到檢測點極限值線上的某個點，比如在占空比為D₁時的檢測點為V₁，理論上講必須是通過需要的理想線才能到達目標。但是實際上，由于需要的理想線在占空比小于D₁時已經(jīng)超過了檢測點極限值線，這樣會在占空比為0的時候立刻響應檢測點極限值線，因而達不到需要的理想線。由上，最終平衡的結(jié)果是只能達到實際線，也就是在占空比為0時，剛好沒有碰到檢測點極限值線，而之后就一直沒有碰到檢測點極限值線，只能通過占空比最大值的限制將開關強制關斷。

因此，將OCP補償量做大，又不影響檢測點在有效占空比內(nèi)的增長線，一直是連續(xù)模式在不同輸入電壓情況下保證輸出功率一致性的難題。

現(xiàn)有技術中的OCP補償量通常是采用隨占空比變化的線性補償方式或者分段線性補償方式，如圖2A至圖2D所示。其中，圖2A是在有效占空比范圍0～D_MAX內(nèi)的線性補償；圖2B是在占空比較小的一段0～D1的補償量為0，中間一段D1～D2線性補償，最后一段D2～D_MAX維持最大值不變；圖2C是在占空比較小的一段0～D1線性補償，后面一段D1～D_MAX維持最大值不變；圖2D是占空比較小的一段0～D1以較小的斜率線性補償，后面一段D1～D_MAX以更大的斜率線性補償。

圖3示出了分段線性補償方式的一種實現(xiàn)電路10，該電路10包括：

第一電流源31，產(chǎn)生電流I₁；

第二電流源38，由第一PMOS管39控制開通，產(chǎn)生一個電流I₃，電流I₁和受控制的電流I₃對電容C充電產(chǎn)生分段線性電壓信號22；

第一PMOS管39，由第一輸入數(shù)字信號28控制，對第二電流源38進行開通和斷開的控制；

第一NMOS管32，由第二輸入數(shù)字信號21控制，對分段線性電壓信號22進行置零和斷開的控制；

PNP三極管37，由輸入模擬信號27控制，對分段線性電壓信號22進行最高點鉗位控制；

第二NMOS管34，由運算放大器33的輸出信號24控制，源端產(chǎn)生跟隨分段線性電壓信號22的信號23，通過第二PMOS管35、第二NMOS管34和電阻R，信號23被轉(zhuǎn)換為電流I₂，電流I₂與分段線性電壓信號22和電阻R相關；

第三PMOS管36輸出補償電流I₀，即反映OCP補償量的電流，該補償電流I₀由電流I₂鏡像產(chǎn)生。

其中，分段線性電壓信號22為電容C兩端的電壓信號，電容C的一端連接電流源31的輸出端、第一PMOS管39的漏端、PNP三極管37的發(fā)射極、第一NMOS管32的漏端以及運算放大器33的正端，電容C的另一端連接地。第一PMOS管39的源端連接電流源38的一端，柵端接收第一輸入數(shù)字信號28，電流源38的另一端連接電源VDD。PNP三極管37的集電極接地GND，基極接收輸入模擬信號27。第一NMOS管32的源端接地，柵端接收第二輸入數(shù)字信號21。運算放大器33的負端連接電阻R的一端和第二NMOS管34的源端，輸出端連接第二NMOS管34的柵端，電阻R的另一端連接地。第二NMOS管34的漏端25連接第二PMOS管35的漏端。電流源31輸出的電流為I₁，電流源38輸出的電流為I₃，第二PMOS管35的源漏電流為I₂。第二PMOS管35的漏端連接自身的柵端，并連接第三PMOS管36的柵端，第二PMOS管35和第三PMOS管36的源端連接電源VDD，第二PMOS管36的漏端26作為輸出端，第三PMOS管36的源漏電流為I₀。