一种开关电源自适应动态检测电路制造技术

技术编号:14847899 阅读:246 留言:0更新日期:2017-03-17 13:41
本发明专利技术公开了一种开关电源自适应动态检测电路,其用于产生一个随负载动态变化的自适应动态电压VREF。开关电源自适应动态检测电路包括开关周期转电流电路、低通滤波电路、VREF产生电路。开关周期转电流电路通过一个开关电源控制芯片内部OSC计时产生不同的控制信号,该控制信号开通该开关周期转电流电路内不同的电流支路,产生的支路电压经过该低通滤波电路滤波得到缓慢变化的相应电压,最后经过该VREF产生电路输出该自适应动态电压VREF。本发明专利技术具有动态特性好、输出电压过冲小的优点,能解决传统由于VREF电压(基准电压)不能动态跟随负载情况,而使不同负载检测的电压差值不一致,导致动态检测偏差大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源
的一种电路,尤其涉及一种开关电源自适应动态检测电路
技术介绍
开关电源是电子系统中常见的组件。近年来,在目前小功率场合,比如对于5W、10W的手机充电器,原边反馈式开关电源应用越来越广泛。原边反馈式充电器的原理图如图1所示。该结构可以实现输出的恒流CC和恒压CV过程控制,恒流的实现原理是:I0=12*TdemT*NpNs*VcsRcs---(1)]]>式(1)中,I0是输出电流,Tdem是变压器次边电感消磁时间,T是开关周期,Np是变压器原边电感匝数,Ns是变压器次边电感匝数,Vcs是CS引脚阈值,Rcs是CS引脚电阻(如图1中R4)。当充电器输出达到额定输出时,充电器由CC模式切换到CV模式。CV模式的工作原理是:变压器辅助绕组检测输出电压,当次边导通时,辅助绕组的分压信号FB被IC采样,FB的采样信号与芯片内部的基准电压通过误差放大器进行比较,误差放大器的输出控制功率管开关的开关周期,该闭环负反馈系统实现控制输出恒压的目的。CV模式下原边反馈充电器主要信号的波形如图2所示。开关电源正常工作时OCP过流点是缓慢变化的,以免引起电路振荡。而负载突然切换时,又希望OCP过流点快速变化以适应负载的变化。为了改善动态需要检测负载的这种突然变化并迅速改变OCP过流点使输出快速恢复到正常值,减小过冲。传统开关电源动态检测如图3所示:FB采样后与一个固定VREF电压比较,超过设定值后动态控制模块工作。这种检测方式存在的缺点是VREF是固定的,而FB在不同负载下电压不同,因此为了不出现误触发,对于过冲情况需要将VREF值设置最高,对于欠压情况需要把VREF设置最低。这样存在的问题是不同负载情况下动态检测差值不同,电压偏差大的情况输出电压过冲也会大,动态性能差。
技术实现思路
针对现有技术中的不足,本专利技术提供一种具有动态特性好、输出电压过冲小优点的开关电源自适应动态检测电路,解决传统由于VREF电压(基准电压)不能动态跟随负载情况,而使不同负载检测的电压差值不一致,导致动态检测偏差大的技术问题。本专利技术采用以下技术方案实现:一种开关电源自适应动态检测电路,其用于产生一个随负载动态变化的自适应动态电压VREF,其包括开关周期转电流电路、低通滤波电路、VREF产生电路;该开关周期转电流电路通过一个开关电源控制芯片内部OSC计时产生不同的控制信号,该控制信号开通该开关周期转电流电路内不同的电流支路,产生的支路电压经过该低通滤波电路滤波得到缓慢变化的相应电压,最后经过该VREF产生电路输出该自适应动态电压VREF。作为上述方案的进一步改进,该VREF产生电路包括第一MOS管镜像模组、跟随器AMP1、电阻R8;跟随器AMP1的同相端接收一个基准电压给定值VREF1,反相端连接跟随器AMP1的输出端,且跟随器AMP1的输出端与电阻R8的一端连接;电阻R8的另一端连接第一MOS管镜像模组的输出端后作为该自适应动态电压VREF的输出端,该第一MOS管镜像模组的输入端与该低通滤波电路的输出端连接。进一步地,第一MOS管镜像模组包括P型场效应管MP1、v个P型场效应管MP2、N型场效应管MN1、n个N型场效应管MN2;其中,v、n均为不小于1的整数,P型场效应管MP1的栅极和漏极相连,P型场效应管MP1的源极与栅极分别和P型场效应管MP2的源极与栅极连接;P型场效应管MP1的漏极和N型场效应管MN1的漏极连接,P型场效应管MP2的漏极和N型场效应管MN2的漏极连接;N型场效应管MN1的栅极与低通滤波电路的输出端连接,其源极接地;N型场效应管MN2的栅极接收一个偏置电压BIASN,其源极接地。进一步地,该低通滤波电路包括P型场效应管MP3、电阻R9、电容C7,其中P型场效应管MP3的漏极与该开关周期转电流电路的输出端连接,P型场效应管MP3的栅极接收一定宽度的脉冲控制信号,P型场效应管MP3的源极与电阻R9的一端连接,电阻R9的另一端与N型场效应管MN1的栅极连接;电容C7一端与N型场效应管MN1的栅极连接,另一端接地。进一步地,该开关周期转电流电路包括逻辑控制模组、第二MOS管镜像模组、u个N型场效应管MN5;第二MOS管镜像模组包括M组电流支路,u、M均为不小于1的整数,该逻辑控制模组输出与电流支路的组数相对应的控制信号CTRL1~CTRLM;每一组电流支路均包括第一P型场效应管和第二P型场效应管;第一P型场效应管的栅极接收一个偏置电压BIASP,第一P型场效应管的漏极与第二P型场效应管的源极连接;第二P型场效应管的栅极接收相应控制信号;不同组之间的第一P型场效应管的源极连接,第二P型场效应管的漏极连接,且所有第二P型场效应管的漏极均与每个N型场效应管MN5的漏极连接;每个N型场效应管MN5的栅极与低通滤波电路的输入端连接,每个N型场效应管MN5的源极接地。进一步地,该开关电源自适应动态检测电路还包括电压转电流电路,该电压转电流电路根据一个基准电压给定值VREF2输出该偏置电压BIASP。进一步地,该电压转电流电路包括跟随器AMP2、P型场效应管MP4、P型场效应管MP5、N型场效应管MN3、N型场效应管MN4和电阻R7;其中跟随器AMP2的输出端与N型场效应管MN3的栅极连接,N型场效应管MN3的漏极与P型场效应管MP4的漏极和栅极、P型场效应管MP5的栅极均连接以引出该偏置电压BIASP;N型场效应管MN3的源极与电阻R7连接后接地;P型场效应管MP5的漏极与N型场效应管MN4的漏极连接;N型场效应管MN4的栅极引出该偏置电压BIASN,其源极接地。进一步地,自适应动态电压VREF满足公式:VREF_Adaptive=VREF1+R8R7*VREF2*((ctrl1*a+ctrl2*b+...+ctrlM*x)vu-n);]]>其中,VREF_Adaptive表示自适应动态电压VREF;ctrl1、ctrl2、……、ctrlM用于表征控制信号CTRL1~CTRLM对应控制的电流支路的开通或关闭,取值为1或0,1代表开通,0代表关闭;a、b、x为对应电流支路的电流系数。进一步地,该开关电源自适应动态检测电路整体设计为模组以作为标准通用模块实用。进一步地,该标准通用模块包括若干接线端,跟随器AMP2的同相端、逻辑控制模组的输入端、跟随器AMP1的同相端各连接一个接线端。本专利技术的开关电源自适应动态检测电路,可以自动适应不同负本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种开关电源自适应动态检测电路,其用于产生一个随负载动态变化的自适应动态电压VREF,其特征在于:其包括开关周期转电流电路、低通滤波电路、VREF产生电路;该开关周期转电流电路通过一个开关电源控制芯片内部OSC计时产生不同的控制信号,该控制信号开通该开关周期转电流电路内不同的电流支路,产生的支路电压经过该低通滤波电路滤波得到缓慢变化的相应电压,最后经过该VREF产生电路输出该自适应动态电压VREF。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源自适应动态检测电路,其用于产生一个随负载动态变化的
自适应动态电压VREF,其特征在于:其包括开关周期转电流电路、低通滤波
电路、VREF产生电路;该开关周期转电流电路通过一个开关电源控制芯片内
部OSC计时产生不同的控制信号,该控制信号开通该开关周期转电流电路内不
同的电流支路,产生的支路电压经过该低通滤波电路滤波得到缓慢变化的相应
电压,最后经过该VREF产生电路输出该自适应动态电压VREF。
2.如权利要求1所述的开关电源自适应动态检测电路,其特征在于:该
VREF产生电路包括第一MOS管镜像模组、跟随器AMP1、电阻R8;跟随器AMP1
的同相端接收一个基准电压给定值VREF1,反相端连接跟随器AMP1的输出端,
且跟随器AMP1的输出端与电阻R8的一端连接;电阻R8的另一端连接第一MOS
管镜像模组的输出端后作为该自适应动态电压VREF的输出端,该第一MOS管
镜像模组的输入端与该低通滤波电路的输出端连接。
3.如权利要求2所述的开关电源自适应动态检测电路,其特征在于:第一
MOS管镜像模组包括P型场效应管MP1、v个P型场效应管MP2、N型场效应管
MN1、n个N型场效应管MN2;其中,v、n均为不小于1的整数,P型场效应管
MP1的栅极和漏极相连,P型场效应管MP1的源极与栅极分别和P型场效应管
MP2的源极与栅极连接;P型场效应管MP1的漏极和N型场效应管MN1的漏极连
接,P型场效应管MP2的漏极和N型场效应管MN2的漏极连接;N型场效应管
MN1的栅极与低通滤波电路的输出端连接,其源极接地;N型场效应管MN2的栅
极接收一个偏置电压BIASN,其源极接地。
4.如权利要求3所述的开关电源自适应动态检测电路,其特征在于:该低
通滤波电路包括P型场效应管MP3、电阻R9、电容C7,其中P型场效应管MP3
的漏极与该开关周期转电流电路的输出端连接,P型场效应管MP3的栅极接收
一定宽度的脉冲控制信号,P型场效应管MP3的源极与电阻R9的一端连接,电

\t阻R9的另一端与N型场效应管MN1的栅极连接;电容C7一端与N型场效应管
MN1的栅极连接,另一端接地。
5.如权利要求4所述的开关电源自适应动态检测电路,其特征在于:该开
关周期转电流电路包括逻辑控制模组、第二MOS管镜像模组、u个N型场效应
管MN5;第二MOS管镜像模组包括M组电流支路,u、M均为不小于1的整数,
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【专利技术属性】
技术研发人员:颜雨高瑞宣刘万乐
申请(专利权)人:苏州美思迪赛半导体技术有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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