[發(fā)明專利]一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811072499.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109104072A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志偉;肖華
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳南云微電子有限公司;廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，包括預(yù)設(shè)電壓V1、引腳UVP、引腳GT、電流鏡、鉗位模塊，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)只在功率管開啟階段提供前饋補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)輸入電壓采樣的補(bǔ)償功能，避免出現(xiàn)在功率管關(guān)斷期間，特別是在高壓輸入下，引入前饋補(bǔ)償過大導(dǎo)致功率管不開啟，造成的系統(tǒng)輸出紋波大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，一個功能完整的開關(guān)電源控制處理必要的主功率控制電路之外，往往還需要包括其他的功能，如輸入欠壓保護(hù)和前饋補(bǔ)償。在專利號為ZL201710678498.0，公開號為CN107302214A的專利文獻(xiàn)中提出了一種輸入欠壓保護(hù)電路，它的整體應(yīng)用電路簡化框圖如圖1所示，主功率拓?fù)錇楣夹g(shù)，包括輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、電容C_VIN、分壓器電阻Rs1和Rs2、控制器、主功率變壓器、主功率管M1、二極管Dout、電容C2、電感L1和電容C3等器件組成。其鉗位模塊和電流鏡模塊的框圖如圖2所示，包括引腳UVP、引腳CS、電流鏡、鉗位模塊，其利用UVP引腳內(nèi)部的鉗位模塊和電流鏡模塊的功能實(shí)現(xiàn)輸入電壓前饋補(bǔ)償功能。其實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償功能的基本原理如下：

若滿足V_in≥V₁(1+R_s1/R_s2)，則鉗位模塊將引腳UVP的電壓鉗位為V1，泄放分壓器上多余的電流I_LC，有下列關(guān)系式：

電流鏡模塊將電流I_LC按鏡像比例K生成I1，即

I1經(jīng)引腳CS流過電阻R_LC以產(chǎn)生補(bǔ)償電壓V_RLC＝I1·R_LC，實(shí)現(xiàn)前饋補(bǔ)償功能。

在圖1和圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，其前饋補(bǔ)償功能是全時有效的，即在功率管M1開啟和關(guān)斷階段，都引入了前饋補(bǔ)償，在功率管M1關(guān)斷期間，引腳CS上的電壓由于采樣電阻Rcs上的電壓為零，所以就等于前饋補(bǔ)償電壓V_RLC，而不是零；在功率管M1開啟階段，引腳CS上的電壓為采樣電阻Rcs上的電壓疊加前饋補(bǔ)償電壓V_RLC。如圖3所示，為公知的PWM模式控制的基本原理框圖：PWM比較器CMP_PWM的正相輸入端為控制器的輸出電壓采樣光耦反饋引腳FB經(jīng)過PWM輸入增益模塊產(chǎn)生的電壓信號VFB_CS，PWM比較器CMP_PWM的反相輸入端為控制器引腳CS上的電壓信號VCS。在寬范圍直流輸入電壓下，為滿足高低壓過功率點(diǎn)的一致性，高壓輸入時，加的前饋補(bǔ)償電壓V_RLC比較大，在功率管關(guān)斷期間，如果引腳CS上的電壓V_RLC大于VFB_CS，則PWM比較器CMP_PWM輸出Toff_L信號一直為低電平，送到D觸發(fā)器DFF的清零端Clr_L，則D觸發(fā)器的輸出端Q輸出信號為低電平，則GT引腳為低電平，功率管一直不開啟，造成功率管驅(qū)動信號缺失，驅(qū)動信號缺失帶來的問題是：原邊沒有能量傳遞到副邊，造成系統(tǒng)輸出掉電，輸出紋波大，輸出環(huán)路不穩(wěn)定，不滿足系統(tǒng)輸出指標(biāo)要求。

仿真現(xiàn)有技術(shù)反激系統(tǒng)的波形，如圖4所示，從上到下依次為CS、VFB_CS、Toff_L、CLK、GT和輸出VOUT波形，在GT關(guān)斷期間，由于引入了前饋補(bǔ)償，使CS引腳電壓為164.8mV，其值大于VFB_CS的值，從中間的兩條豎線可以看出，GT本應(yīng)該在CLK的上升沿翻轉(zhuǎn)成高電平，可是由于引腳CS電壓大于VFB_CS，造成Toff_L一直為零，所以導(dǎo)致GT一直為低電平，造成驅(qū)動信號GT的缺失，原邊沒有能量傳遞到副邊，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)輸出VOUT掉電，直到CS引腳的電壓小于VFB_CS，GT變成高電平，功率管M1開啟，CS引腳電壓上升，當(dāng)CS引腳的電壓上升到比VFB_CS高時，功率管M1關(guān)斷，原邊存儲的能量傳遞到副邊，使系統(tǒng)輸出VOUT電壓上升，這樣一來，造成輸出VOUT的紋波大，仿真值大于300mV，不滿足系統(tǒng)輸出紋波指標(biāo)要求。