[發明專利]總諧波失真優化電路、方法、驅動控制器及開關電源系統

在審

• 申請號: 201710257287.X
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106953508A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 郜小茹;孫順根
• 申請（專利權）人: 上海晶豐明源半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M1/42
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙)31218
• 代理人: 翟羽,趙娟娟

1.一種總諧波失真優化電路，適用于開關電源系統，所述開關電源系統包括：電感以及功率管；其特征在于，包括：補償電流生成單元以及斜坡電壓產生單元；

所述補償電流生成單元，耦接至所述電感，用于在所述功率管的每個開關周期內，接收采樣所述電感的電流獲取的采樣電壓，從而根據所述電感的峰值電流獲取峰值電壓以生成總諧波失真補償電流；

所述斜坡電壓產生單元，用于根據所述總諧波失真補償電流以及一基準電流，生成斜坡電壓，以進一步調節所述功率管的導通時間；

其中，所述電感的峰值電流越高，總諧波失真補償電流越大，所述功率管的導通時間也越長，從而降低開關電源系統的總諧波失真。

2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述補償電流生成單元進一步包括：峰值電壓采樣保持模塊以及電壓/電流轉換模塊；

所述峰值電壓采樣保持模塊，用于接收功率管的關斷脈沖以及控制功率管導通的邏輯信號，同時通過一采樣電阻電性連接所述電感，在所述功率管的每個開關周期內接收所述采樣電阻采樣所述電感的電流獲取的采樣電壓，從而根據所述電感的峰值電流獲取峰值電壓并保持；

所述電壓/電流轉換模塊，用于接收所述峰值電壓，轉換成總諧波失真補償電流。

3.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述峰值電壓采樣保持模塊包括：

第一反相器，用于接收所述關斷信號并進行反相；

與門，用于接收所述邏輯信號和經過反相后的關斷信號，并進行與運算后輸出第一控制信號；

第二反相器，用于接收所述第一控制信號并進行反相后輸出第二控制信號；

第一保持開關，第一端用于接收所述采樣電壓，控制端用于接收所述第一控制信號，第二端通過一第一采樣保持電容接浮動地端同時電性連接第二保持開關的第一端；

所述第二保持開關，控制端用于接收所述第二控制信號，第二端通過一第二采樣保持電容接浮動地端同時電性連接至所述峰值電壓采樣保持模塊的輸出端；

其中，在所述功率管的每個開關周期內，所述采樣電壓經過所述第一保持開關、第一采樣保持電容、第二保持開關以及第二采樣保持電容，從而在開關周期結束時刻根據所述電感的峰值電流獲取峰值電壓并保持在所述第二采樣保持電容上，所述峰值電壓通過所述峰值電壓采樣保持模塊的輸出端輸出。

4.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述電壓/電流轉換模塊包括：第一運算放大器、第一MOS管、第一電流鏡以及第二電流鏡；

所述第一運算放大器，正輸入端用于接收所述峰值電壓，負輸入端電性連接所述第一MOS管的第一端同時通過一第一電阻接浮動地端，輸出端電性連接所述第一MOS管的控制端；

所述第一MOS管，第二端電性連接所述第一電流鏡的第一端；

所述第一電流鏡，第二端用于接收VDD電壓，輸出端電性連接所述第二電流鏡的第一端；

所述第二電流鏡，第二端接浮動地端，輸出端生成總諧波失真補償電流；

其中，所述總諧波失真補償電流經所述第二電流鏡的第二端流向浮動地端。

5.根據權利要求4所述的電路，其特征在于，所述第一MOS管采用第一NMOS管，其中，第一NMOS管的源極作為第一端、漏極作為第二端、柵極作為控制端；

所述第一電流鏡采用共柵極的第一PMOS管和第二PMOS管，其中，第一PMOS管的源極以及第一PMOS管的柵極和第二PMOS管的柵極共同作為第一端、第一PMOS管的漏極和第二PMOS管的漏極共同作為第二端、第二PMOS管的源極作為輸出端；

所述第二電流鏡采用共柵極的第二NMOS管和第三NMOS管，其中，第二NMOS管的漏極以及第二NMOS管的柵極和第三NMOS管的柵極共同作為第一端、第二NMOS管的源極和第三NMOS管的源極共同作為第二端、第三NMOS管的漏極作為輸出端。

6.根據權利要求4所述的電路，其特征在于，所述總諧波失真補償電流為：

Ithd＝K1*K2*CSpk/R81＝K1*K2*Ipk*Rcs/R81；

其中，Ithd為總諧波失真補償電流，K1為第一電流鏡的鏡像比例，K2為第二電流鏡的鏡像比例，CSpk為采樣電感的峰值電流獲取的峰值電壓，Ipk為電感的峰值電流，Rcs為采樣電阻的阻值，R81為第一電阻的阻值。