[發明專利]一種電壓采樣電路、電源控制芯片及開關電源

有效

• 申請號: 202010163374.0
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111323642B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 吳克柔;侯永軍;白青剛;楊小華
• 申請（專利權）人: 深圳市創芯微微電子有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;H02M1/00
• 代理公司: 深圳眾鼎專利商標代理事務所(普通合伙) 44325
• 代理人: 張美君

本發明涉及電壓采樣技術領域，提供了一種電壓采樣電路，包括控制模塊和采樣保持模塊；所述控制模塊的第一輸入端連接電壓采樣點，所述控制模塊的第二輸入端與所述采樣保持模塊的輸出端連接，所述控制模塊的輸出端與所述采樣保持模塊的控制端連接；所述采樣保持模塊的輸入端與所述電壓采樣點連接，輸出端作為電壓采樣電路的輸出端。本發明解決了電壓采樣的包絡問題，提高了電壓采樣精度和開關電源的恒壓恒流精度。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種電壓采樣電路、電源控制芯片以及開關電源。

背景技術

開關電源是一種用于將市電通過變壓器轉換為恒定的電壓和電流輸出的電能轉換裝置，廣泛地應用于電力、通訊、消防等行業中，一般要求較高的恒壓恒流精度以及很好的穩定性能。在現有技術中，開關電源通過內部的電壓采樣電路的電壓反饋引腳采樣反饋線圈的電壓值，然后根據采樣得到的電壓值控制三極管的工作頻率和導通的占空比，從而達到調整次級繞組的輸出電壓的效果。

圖1為現有三繞組反激式開關電源的電路結構圖，其中Vdc是市電經過整流濾波后得到的直流電壓。Vdc通過啟動電阻R1給電容C1充電。電源控制芯片上的VDD電壓開始上升，當VDD電壓達到電源控制芯片設定的開啟閾值后，電源控制芯片啟動并發出使能信號，打開三極管Q，直流電壓Vdc給初級繞組NP充電；檢流電阻R4上的電流隨著初級繞組NP上的電流上升而上升；電源控制芯片通過電流輸入端CS檢測初級繞組NP上的電流，當初級繞組NP上的電流超過設定的峰值時，所述電源控制芯片發出關閉信號，關閉三極管Q。

三極管Q關閉后，初級繞組上的能量由初級繞組NP傳遞給次級繞組NS。次級繞組NS向C2充電并給負載Vout供電，同時通過輔助繞組NA進行反饋，此時二極管D1正向導通，輔助繞組NA給VDD供電，并通過電阻R2、R3反饋到電源控制芯片的電壓反饋引腳VFB上。電源控制芯片通過VFB檢測次級繞組NP上的電流由峰值降到0的時間，以及負載Vout反饋回來的電壓變化，調整三極管Q的工作頻率，以及打開三極管Q的時刻，發出使能信號打開Q。

圖2為開關電源的各物理量的時序圖。如圖2所示，在Ton階段三極管Q導通，初級繞組NP的電流逐漸增大，達到峰值后，三極管Q關閉，初級繞組NP上的能量遞到次級繞組NS，并反饋到電源控制芯片的VFB腳上。當檢測到VFB電壓超過電壓閾值后，電壓采樣電路延時一段時間后開始跟隨VFB電壓。當檢測到消磁結束(次級繞組的電流為零)時，電壓采樣電路結束對VFB電壓的跟隨，并保持次級繞組輸出消磁結束時的電壓。其中，T表示電源控制芯片的一個工作周期，Ton表示三極管Q開啟階段，Tds1表示采樣階段，Tds2表示采樣保持階段，Tds1末端表示消磁結束。從圖2可見，在消磁時間內負載Vout的電壓變化較大，電壓采樣電路輸出的采樣保持電壓具有很大的包絡，無法真實反映出Vout電壓的變化，采樣準確度較低，進而影響了電源控制芯片計算三極管Q的工作頻率的精度，開關電源的恒壓恒流精度欠佳。

發明內容

本發明提供一種電壓采樣電路、電源控制芯片以及開關電源，以解決電壓采樣的包絡問題，提高電壓采樣精度。

本發明的是這樣實現的，一種電壓采樣電路包括：控制模塊和采樣保持模塊；

所述控制模塊的第一輸入端連接電壓采樣點，所述控制模塊的第二輸入端與所述采樣保持模塊的輸出端連接，所述控制模塊的輸出端與所述采樣保持模塊的控制端連接；

所述采樣保持模塊的輸入端與所述電壓采樣點連接，輸出端作為電壓采樣電路的輸出端；

在每一個工作周期中，所述控制模塊用于根據所述電壓采樣點的電壓判斷所述電壓采樣點的電壓處于可采樣階段時，控制所述采樣保持模塊進入采樣階段，以及在根據所述電壓采樣點的電壓和所述采樣保持模塊輸出的采樣保持電壓判斷所述電壓采樣點的電壓處于拐點時，控制所述采樣保持模塊結束采樣階段并進入非采樣階段；

所述采樣保持模塊用于在采樣階段時采樣所述電壓采樣點的電壓，在非采樣階段和下一工作周期的采樣階段輸出本周期的采樣保持電壓。