一种采样电路、开关电源控制电路、开关电源及采样方法技术

本发明专利技术提供了一种采样电路、开关电源控制电路、开关电源及采样方法。采样电路包括：消磁时间采集电路，用于采集开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间TDS并将消磁时间传输至采样控制电路；采样控制电路，用于根据消磁时间TDS输出预定的时钟脉冲CLK以控制采样保持电路的采样时间，预定的时钟脉冲CLK的脉宽W1小于消磁时间TDS；采样保持电路，用于在时钟脉冲CLK的控制下采集开关电源在预定时间点时瞬间的反馈电压VF并将反馈电压VF进行保持，以输出幅值为VF的模拟信号，预定时间点为开关电源在一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间W1的瞬间。本发明专利技术可以准确的采集开关电源中反馈电压及提高开关电源的恒压控制精度。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及电源领域，尤其涉及。
技术介绍
目前，大量的电器需要采用低压直流电源，例如，几乎所有的家用电器设备主供电或控制部分供电均需要使用低压直流电源，然而由于供电电网考虑电压传输的损耗问题，电网目前只能提供220V (部分国家为110V)交流电源。因此，高效率、高性价比的交流-直流(AC-DC)转换器成为不可或缺的一部分。传统的AC-DC制作通常是采用线性变换器实现，但由于线性变换器巨大的体积、沉重的重量、低压的转换效率以及不再明显的成本优势导致其正在被逐步淘汰。目前的交流-直流转换装置中，开关电源已经成为绝对的主流。 目前，开关电源通常包括整流滤波电路、变压器、功率管、控制功率管的芯片。人们通常需要开关电源输出的低压直流电具有较高的恒压控制精度。现有技术中通常将变压器增加一个辅助绕组，并将变压器次级接的二极管阳极的波形直接耦合到辅助绕组，因为在变压器消磁结束时上述二极管两端压差最小。所以芯片通过采集此处电压并作为反馈电压信号就可以实现较高的恒压效果。目前采集该反馈电压的波形最常用的方法是在功率管关闭后延时一段固定时间并采集此时的电压值作为反馈电压。但是当芯片工作在不同的模式时(例如，PWM模式)，功率管导通时间会发生变化，变压器消磁时间(TDS)也会相应地变化，因此采用固定延时来采集反馈电压的方式会使得采集的反馈电压值存在较大的差异，以致大大降低了开关电源的恒压控制精度。 可以理解的是，本部分的陈述仅提供与本专利技术相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中开关电源采集的反馈电压不够准确以及开关电源的恒压控制精度较低的缺陷，提供，从而可以准确的采集开关电源中反馈电压及提高开关电源的恒压控制精度。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种采样电路，其包括消磁时间采集电路、采样控制电路及采样保持电路；消磁时间采集电路，用于采集开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间TDS并将所述消磁时间传输至采样控制电路；采样控制电路，用于根据所述消磁时间TDS输出预定的时钟脉冲CLK以控制采样保持电路的采样时间，所述预定的时钟脉冲CLK的脉宽Wl小于所述消磁时间TDS ;采样保持电路，用于在所述时钟脉冲CLK的控制下采集开关电源在预定时间点瞬间的反馈电压VF并将所述反馈电压VF进行保持，以输出幅值为VF的模拟信号，所述预定时间点为开关电源在所述一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间Wl的瞬间。 在上述采样电路中，采样控制电路包括:分频处理单元，用于将消磁时间信号TDS分频为第一时间信号INl及第二时间信号IN2,且所述第一时间信号INl与所述第二时间信号IN2错开消磁时间信号的一个周期；脉冲产生单元，用于产生第一时间信号INl的第一上升沿脉冲信号Pl及产生第二时间信号IN2的第二上升沿脉冲信号P2 ;镜像信号产生单元，用于在所述第一上升沿脉冲信号Pl的触发下产生与第一时间信号INl等比例的第一镜像信号0UT1、及在所述第二上升沿脉冲信号P2的触发下产生与第二时间信号IN2等比例的第二镜像信号0UT2,其中,第一镜像信号OUTl的脉宽W2小于第一时间信号INl的脉宽,第二镜像信号0UT2的脉宽W3小于第二时间信号IN2的脉宽；合并单兀，用于产生第一镜像信号与第二镜像信号合并后的时钟信号，以形成所述预定的时钟脉冲CLK。 在上述采样电路中，所述预定的时钟脉冲的脉宽Wl为所述消磁时间TDS的90%至99%。 在上述采样电路中，采样保持电路是在所述一个开关周期的下一个开关周期时在时钟脉冲的控制下采集所述瞬间的反馈电压VF及将反馈电压VF进行保持。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种开关电源控制电路，其包括:上述任意一项所述的采样电路、及与采样电路依次电连接的调制模块及驱动模块；调制模块，用于根据采样电路采集的反馈电压进行脉宽调制及脉冲频率调制；驱动模块，用于根据调制模块输出的信号驱动开关电源中功率管的通断。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种开关电源，其包括:整流滤波电路，用于将市电进行整流及滤波；变压器，用于将整流滤波电路输出的电能进行储能及能量的转移；续流电路，用于将变压器释放的能量进行续流，续流电路的输出端即开关电源的输出端；功率管，用于控制变压器的储能及能量转移的过程；上述的开关电源控制电路，用于控制所述功率管的通断；供电电路，用于将整流滤波电路输出的电能进行转换后给所述开关电源控制电路供电。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种采样方法，其包括以下步骤:S10、采集开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间TDS ；520、根据所述消磁时间TDS输出预定的时钟脉冲CLK以控制采样保持电路的采样时间，所述预定的时钟脉冲的脉宽Wl小于所述消磁时间TDS ；S30、在所述时钟脉冲CLK的控制下采集开关电源在预定时间点瞬间的反馈电压VF并将反馈电压进行保持，以输出幅值为VF的模拟信号，所述预定时间点为开关电源在所述一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间Wl的瞬间。 在上述采样方法中，根据所述消磁时间TDS输出预定的时钟脉冲包括以下步骤:521、将消磁时间信号TDS分频为第一时间信号INl及第二时间信号IN2,且所述第一时间信号INl与所述第二时间信号IN2错开消磁时间信号的一个周期；522、产生第一时间信号INl的第一上升沿脉冲信号Pl及产生第二时间信号IN2的第二上升沿脉冲信号P2 ；523、在所述第一上升沿脉冲信号Pl的触发下产生与第一时间信号INl等比例的第一镜像信号0UT1、及在所述第二上升沿脉冲信号P2的触发下产生与第二时间信号IN2等比例的第二镜像信号0UT2，其中，第一镜像信号OUTl的脉宽W2小于第一时间信号INl的脉宽，第二镜像信号0UT2的脉宽W3小于第二时间信号IN2的脉宽； S24、产生第一镜像信号与第二镜像信号合并后的时钟信号，以形成所述预定的时钟脉冲 CLK。 本专利技术提供的采样电路其通过消磁时间采集电路采集到开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间，采样控制电路根据消磁时间输出预定的时钟脉冲以控制采样保持电路的采样时间，预定的时钟脉冲的脉宽Wl小于消磁时间，则采样保持电路在时钟脉冲的时序控制下，即可采集开关电源在预定时间点瞬间的反馈电压VF并将所述反馈电压VF进行保持，预定时间点为开关电源在所述一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间Wl的瞬间，故采样保持电路可以采集开关电源在某个特定时间点的反馈电压，从而大大减少该反馈电压的采样误差，进而开关电源的芯片根据反馈电压可以更好的进行调节控制，以使开关电源输出的电压稳定性较高，即提高了开关电源的恒压控制精度。 【附图说明】 图1是现有技术中一开关电源的反馈电压输出端的电压波形图；图2是本专利技术提供的一实施例中开关电源的电路示意图；图3是本专利技术提供的采样电路的原理框图；图4是本专利技术提供的开关电源控制电路应用于开关电源的结构示意图；图5是本专利技术提供的一实施例中采样控制电路的电路示意图；图6是本专利技术提供的一实施例中采样控制电路的时序图；图7是本专利技术提供的一实施例中镜像信号产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采样电路，用于采集开关电源的反馈电压，其特征在于，包括：消磁时间采集电路、采样控制电路及采样保持电路；消磁时间采集电路，用于采集开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间TDS并将所述消磁时间传输至采样控制电路；采样控制电路，用于根据所述消磁时间TDS输出预定的时钟脉冲CLK以控制采样保持电路的采样时间，所述预定的时钟脉冲CLK的脉宽W1小于所述消磁时间TDS；采样保持电路，用于在所述时钟脉冲CLK的控制下采集开关电源在预定时间点瞬间的反馈电压VF并将所述反馈电压VF进行保持，以输出幅值为VF的模拟信号，所述预定时间点为开关电源在所述一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间W1的瞬间。

【技术特征摘要】
1.一种采样电路，用于采集开关电源的反馈电压，其特征在于，包括:消磁时间采集电路、采样控制电路及采样保持电路； 消磁时间采集电路，用于采集开关电源在一个开关周期内变压器的消磁时间103并将所述消磁时间传输至采样控制电路； 采样控制电路，用于根据所述消磁时间103输出预定的时钟脉冲11(以控制采样保持电路的采样时间，所述预定的时钟脉冲0^的脉宽II小于所述消磁时间103 ； 采样保持电路，用于在所述时钟脉冲0^的控制下采集开关电源在预定时间点瞬间的反馈电压V？并将所述反馈电压V？进行保持，以输出幅值为V？的模拟信号，所述预定时间点为开关电源在所述一个开关周期之后的一个开关周期内开始工作持续时间II的瞬间。2.如权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述采样控制电路包括: 分频处理单元，用于将消磁时间信号103分频为第一时间信号I附及第二时间信号I吧，且所述第一时间信号I附与所述第二时间信号I吧错开消磁时间信号的一个周期；脉冲产生单元，用于产生第一时间信号I附的第一上升沿脉冲信号？1及产生第二时间信号I吧的第二上升沿脉冲信号？2 ； 镜像信号产生单元，用于在所述第一上升沿脉冲信号？1的触发下产生与第一时间信号I[等比例的第一镜像信号⑶I1、及在所述第二上升沿脉冲信号？2的触发下产生与第二时间信号I吧等比例的第二镜像信号0爪2，其中，第一镜像信号0爪1的脉宽12小于第一时间信号1附的脉宽，第二镜像信号0112的脉宽13小于第二时间信号1吧的脉宽；及 合并单元，用于产生第一镜像信号与第二镜像信号合并后的时钟信号，以形成所述预定的时钟脉冲0^。3.如权利要求2所述的采样电路，其特征在于，所述分频处理单元包括:第一触发器八1、第一反相器？1、第二反相器？2、第一与门V1、第二与门12 ； 其中，第一触发器的输入端接消磁时间信号了03，其输出端同时与第一与门的第一输入端、第一反相器的输入端、及第二反相器的输入端连接； 第一反相器的输出端接第一触发器的输入端，第一与门的第二输入端同时与第一触发器的输入端及第二与门的第一输入端连接，第一与门的输出端输出第一时间信号1^1，第二反相器的输出端接第二与门的第二输入端，第二与门的输出端输出第二时间信号I吧。4.如权利要求3所述的采样电路，其特征在于，所述脉冲产生单元包括:第三反相器？3、第四反相器？4、第三与门13、及第四与门14 ； 其中，第三与门的第一输入端接第一与门的输出端，其第二输入端接第三反相器的输出端，其输出端输出第一上升沿脉冲信号？1，第三反相器的输入端接第一与门的输出端； 第四与门的第一输入端接第二与门的输出端，其第二输入端接第四反相器的输出端，其输出端输出第二上升沿脉冲信号？2，第四反相器的输入端接第二与门的输出端。5.如权利要求4所述的采样电路，其特征在于，所述镜像信号产生单元包括:第五反相器？5、第一或门！！1、第二触发器八2、第一比较器81、第六反相器？6、第二或门！！2、第三触发器八3、第二比较器82、电容01X2、第一场效应管肌、第二场效应管12、第三场效应管13、及第四场效应管14 ； 其中，第一或门的第一输入端接第一时间信号1^1，其第二输入端接第五反相器的输出端，其输出端接第一场效应管組的栅极，第五反相器的输入端接消磁时间信号了03 ；第二触发器的第一输入端接第一上升沿脉冲信号？1，其第二输入端接第一比较器的输出端，其输出端接第二场效应管12的栅极，第一场效应管11的源极及第二场效应管12的漏极均接第一比较器的第二输入端； 第二或门的第一输入端接第二时间信号I吧，其第二输入端接第六反相器的输出端，其输出端接第三场效应管13的栅极，第六反相器的输入端接消磁时间信号103 ；第三触发器的第一输入端接第二上升沿脉冲信号？2，其第二输入端接第二比较器的输出端，其输出端接第四场效应管14的栅极，第三场效应管13的源极及第四场效应管14的漏极均接第二比较器的第二输入端； 第一比较器的第一输入端及第二比较器的第一输入端均接开关电源的基准电压输出端乂即？，第一场效应管11的漏极及第三场效应管13的漏极均接开关电源的第一恒流源的输出端II，第二场效应管12的源极及第四场效应管14的源极均接开关电源的第二恒流源的输出端12，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文辉，侯永军，张海泉，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44