自适应采样电路、控制器及电源转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种自适应采样电路、控制器及电源转换装置；自适应采样电路，包括：脉冲生成单元，一端用于接收时钟控制信号，另一端电性连接第一开关的控制端，在时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号输出至第一开关的控制端；第一开关，第一接点电性连接峰值电压输出节点，第二接点接地；保持电容，一端电性连接峰值电压输出节点，另一端接地；输入电压跟随单元，输入端用于接收输入电压，输出端电性连接峰值电压输出节点。本实用新型专利技术实现精确采样得到采样电阻上电压的峰值电压信号，可以显著提高最终输出到负载上的电流以及功率的精度以及批量一致性。

Adaptive sampling circuit, controller and power conversion device

The utility model provides a sampling circuit, a controller and a power conversion device includes an adaptive; adaptive sampling circuit, pulse generating unit is used to receive the clock signal, the other control switch is electrically connected to the first end, the clock control signal on the rising edge of control to generate a single pulse signal to the first switch at the end of the first switch; the first contact is electrically connected with the peak voltage of the output node, second point grounding; keep the capacitor is electrically connected with the peak voltage of the output node, the other end is grounded; input voltage follower unit input terminal for receiving the input voltage, the output end is electrically connected to the output node voltage peak. The utility model realizes the accurate sampling to obtain the peak voltage signal of the voltage on the sampling resistance, and can obviously improve the accuracy of the current and power output and the batch consistency.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路驱动领域
，尤其涉及一种应用于需要电压采样的电源转换装置的自适应采样电路、控制器及电源转换装置。
技术介绍
随着功率半导体技术以及现代控制理论的快速发展，电源转换装置，特别是和市电直接相连接的电源转换装置迅速普及。电源转换装置可以直接将市电的功率转换后供给低压负载。参考图1，现有电源转换装置架构示意图。控制器12、功率管开关管MP以及磁性器件13相互配合，直接将经过整流桥11整流后市电10的功率转换给低压负载14。控制器12通常通过采样电路121采样与功率开关管MP相串联的采样电阻RCS上的电压信号，取得负载14上的电流或功率信息；然后通过控制电路122处理，反馈给驱动电路123，以控制功率开关管MP的开启和关闭，实现控制负载14上的电流或是功率为一预设值。因此，采样电路121在电源转换装置中是一个非常重要的功能模块，采样电路121的精度决定整个电源转换装置输出的电压、电流或功率的精度。参考图2，现有采样电路示意图。现有的采样电路121，包括时钟控制信号CLK，采样第一开关SW1，保持电容C1。采样电路121通过采样该采样电阻RCS上的电压VCS，得到峰值电压VCSPK。在控制电路122输出的时钟控制信号CLK为高电平时，采样电阻Rcs上的电压信号VCS作为输入电压直接对保持电容C1充电，电容C1上的电压和输入电压VCS相等；当时钟控制信号CLK变成低电平时，保持电容C1保持此刻的输入电压为VCSPK，并作为采样输出电压VO输出到控制电路122。请一并参考图1-3，其中图3为图2所示现有采样电路的关键点波形图。从图1所示电源转换装置架构示意图可以看出，当时钟控制信号CLK从高电平变成低电平后，还需要经过驱动电路123，以及功率开关管MP从开启状态到关闭状态的固有延时Td；因此输入电压VCS并不是在时钟控制信号CLK变成低电平以后，立刻变成0。由图3可以看出，由于固有延时Td的存在，导致采样输出电压VO并不是每个开关周期内采样电阻RCS上的电压VCS的真实的峰值电压VCSPK。为了解决固有延时Td带来的电压采样误差，现有采样电路还会采用延时采样的方法。但是延时时间一致性的问题又会带来输出批量一致性的问题。特别是在隔离高功率因数电路中，系统在每个开关周期内，VCS电压的斜率和峰值都不一样，所以延时采样并不能解决输出负载线性调整率以及批量一致性的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有电源转换装置中的采样电路存在由电压采样所引起的输出负载线性调整率以及批量一致性的问题，提供一种自适应采样电路、控制器及电源转换装置，实现精确采样得到采样电阻上电压的峰值电压信号，可以显著提高最终输出到负载上的电流以及功率的精度以及批量一致性。为实现上述目的，本技术提供了一种自适应采样电路，包括：脉冲生成单元、第一开关、保持电容以及输入电压跟随单元；所述脉冲生成单元，一端用于接收时钟控制信号，另一端电性连接所述第一开关的控制端，所述脉冲生成单元在所述时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端；所述第一开关，第一接点电性连接峰值电压输出节点，第二接点接地；所述保持电容，一端电性连接所述峰值电压输出节点，另一端接地；所述输入电压跟随单元，输入端用于接收输入电压，输出端电性连接所述峰值电压输出节点；当所述脉冲生成单元生成所述单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端后，所述第一开关导通使得所述保持电容进行放电；当所述单脉冲信号变成低电平关闭所述第一开关后，所述输入电压跟随单元在所述输入电压大于等于所述保持电容上的峰值电压时，保持所述峰值电压跟随所述输入电压的变化并通过所述峰值电压输出节点输出，在所述输入电压低于所述峰值电压时，断开所述输入电压跟随单元和所述峰值电压输出节点之间的连接，所述保持电容保持此时的峰值电压作为最大峰值电压并通过所述峰值电压输出节点输出。为实现上述目的，本技术还提供了一种用于电源转化装置的控制器，所述控制器包括：控制电路、驱动电路以及本技术所述的自适应采样电路；所述控制电路分别与所述自适应采样电路以及所述驱动电路电性连接，用于接收输出电压，并根据接收到的输出电压生成时钟控制信号；所述自适应采样电路用于接收所述时钟控制信号，并根据所述时钟控制信号采样所述控制器的输入电压获取峰值电压作为输出电压输出；所述控制电路进一步根据接收到的输出电压生成开关控制信号输出至所述驱动电路；所述驱动电路用于根据所述开关控制信号控制与负载电性连接的功率开关管的开启和关闭。为实现上述目的，本技术还提供了一种电源转换装置，包括与交流电源电性连接的整流桥、以及与所述整流桥电性连接的磁性器件和负载，所述装置还包括：功率开关管、电压采样模块以及本技术所述的控制器；所述功率开关管的控制端电性连接所述控制器，第一接点与负载电性连接，第二接点电性连接所述电压采样模块；所述电压采样模块，用于生成在一采样周期内的采样电压，并作为输入电压传送至所述控制器的所述自适应采样电路；所述自适应采样电路采样所述输入电压获取峰值电压并输出作为输出电压；所述控制器的所述控制电路根据所述输出电压生成开关控制信号，通过所述控制器的所述驱动电路控制所述功率开关管的开启和关闭，从而实现对所述负载的恒流或者恒功率控制。为实现上述目的，本技术还提供了一种自适应采样方法，采用本技术所述的自适应采样电路，其特征在于，包括如下步骤：1)自适应采样电路接收时钟控制信号，并在所述时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号，导通与保持电容并联的第一开关，以使所述保持电容进行放电；2)通过所述单脉冲信号关闭所述第一开关，将所述自适应采样电路接收到的输入电压输出到所述保持电容上；3)判断所述输入电压是否大于等于所述保持电容上的峰值电压，若是执行步骤4)，否则执行步骤5)；4)保持所述峰值电压跟随所述输入电压的变化，并通过所述峰值电压输出节点输出；5)断开所述自适应采样电路的所述输入电压跟随单元和所述自适应采样电路的所述峰值电压输出节点之间的连接，所述保持电容保持此时的峰值电压作为最大峰值电压并通过所述峰值电压输出节点输出。本技术的优点在于：通过本技术所述的自适应采样电路可以自适应输入电压的变化，在输入电压不低于输出电压时，保持其输出电压跟随输入电压的变化；同时在输入电压低于输出电压时，自适应的断开输出电压和输入电压之间的连接关系。可以精确的采样到输入电压的峰值电压以及最大峰值电压，而且不受控制器内部延时以及输入信号电压斜率的影响。附图说明图1，现有电源转换装置架构示意图；图2，现有采样电路示意图；图3为图2所示现有采样电路的关键点波形图；图4，本技术所述的电源转换装置架构示意图；图5，本技术所述的自适应采样电路架构的示意图；图6为图5所示本技术所述的采样电路的关键点波形图；图7，本技术所述的自适应采样电路第一实施例的示意图；图8，本技术所述的自适应采样电路第二实施例的示意图；图9，本技术所述的自适应采样方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的自适应采样电路、自适应采样方法、控制器及电源转换装置做详细说明。参考图4，本技术所述的电源转换装置架构示意图。所述的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应采样电路，其特征在于，包括：脉冲生成单元、第一开关、保持电容以及输入电压跟随单元；所述脉冲生成单元，一端用于接收时钟控制信号，另一端电性连接所述第一开关的控制端，所述脉冲生成单元在所述时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端；所述第一开关，第一接点电性连接峰值电压输出节点，第二接点接地；所述保持电容，一端电性连接所述峰值电压输出节点，另一端接地；所述输入电压跟随单元，输入端用于接收输入电压，输出端电性连接所述峰值电压输出节点；当所述脉冲生成单元生成所述单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端后，所述第一开关导通使得所述保持电容进行放电；当所述单脉冲信号变成低电平关闭所述第一开关后，所述输入电压跟随单元在所述输入电压大于等于所述保持电容上的峰值电压时，保持所述峰值电压跟随所述输入电压的变化并通过所述峰值电压输出节点输出，在所述输入电压低于所述峰值电压时，断开所述输入电压跟随单元和所述峰值电压输出节点之间的连接，所述保持电容保持此时的峰值电压作为最大峰值电压并通过所述峰值电压输出节点输出。

【技术特征摘要】
1.一种自适应采样电路，其特征在于，包括：脉冲生成单元、第一开关、保持电容以及输入电压跟随单元；所述脉冲生成单元，一端用于接收时钟控制信号，另一端电性连接所述第一开关的控制端，所述脉冲生成单元在所述时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端；所述第一开关，第一接点电性连接峰值电压输出节点，第二接点接地；所述保持电容，一端电性连接所述峰值电压输出节点，另一端接地；所述输入电压跟随单元，输入端用于接收输入电压，输出端电性连接所述峰值电压输出节点；当所述脉冲生成单元生成所述单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端后，所述第一开关导通使得所述保持电容进行放电；当所述单脉冲信号变成低电平关闭所述第一开关后，所述输入电压跟随单元在所述输入电压大于等于所述保持电容上的峰值电压时，保持所述峰值电压跟随所述输入电压的变化并通过所述峰值电压输出节点输出，在所述输入电压低于所述峰值电压时，断开所述输入电压跟随单元和所述峰值电压输出节点之间的连接，所述保持电容保持此时的峰值电压作为最大峰值电压并通过所述峰值电压输出节点输出。2.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述输入电压跟随单元包括第一误差放大器和第二开关；所述第一误差放大器，第一输入端用于接收所述输入电压，第二输入端电性连接所述峰值电压输出节点，输出端电性连接所述第二开关的控制端；所述第二开关，第一接点电性连接一电源，第二接点电性连接所述峰值电压输出节点；当所述输入电压大于等于所述峰值电压时，所述第一误差放大器和所述第二开关组成负反馈控制环路，使得所述峰值电压跟随所述输入电压的变化；当所述输入电压低于所述峰值电压时，所述第一误差放大器输出控制信号关断所述第二开关，使得所述输入电压跟随单元和所述峰值电压输出节点之间的连接断开。3.根据权利要求2所述的自适应采样电路，其特征在于，所述第二开关为P型MOS管；所述P型MOS管的栅极电性连接所述第一误差放大器的输出端，所述P型MOS管的源极电性连接一电源，所述P型MOS管的漏极电性连接所述峰值电压输出节点。4.根据权利要求2所述的自适应采样电路，其特征在于，所述第二开关为N型MOS管；所述N型MOS管的栅极电性连接所述第一误差放大器的输出端，所述N型MOS管的源极电性连接所述峰值电压输出节点，所述N型MOS管的漏极电性连接一电源。5.根据权利要求2所述的自适应采样电路，其特征在于，所述第二开关为三极管。6.一种用于电源转化装置的控制器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑儒富，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31