开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和系统技术方案

本公开涉及开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和系统。提供了一种开关电源输出采样的模拟退磁采样方法，包括：通过对所述开关电源初级采样峰值电压放电来对退磁进行模拟；确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系；并且至少部分地基于当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息来确定采样点的位置。

【技术实现步骤摘要】
开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和系统
本公开涉及集成电路。更具体地，本专利技术的一些实施例涉及开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和系统。
技术介绍
以传统的原边控制反激式开关电源(PSRAC/DCFlybackConverter)为例，介绍芯片的恒压(CV)控制以及输出采样原理。图1A示出了传统开关电源的简化框图。如图1所示，Vline为AC输入源经整流后得到的线电压，Cbulk为滤波电容，Rst为高压启动电阻，三绕组变压器的原边、副边、辅助绕组匝数比为Np:Ns:Na，Rcs为原边电流检测电阻，D2为副边整流二极管，Cout为输出电容，S1为功率开关管，U1为控制器，Cp为芯片供电电容，D1为供电二极管，Rup、Rdn为输出电压分压检测电阻。系统主要节点电压电流波形如图1B所示，PWM为功率开关S1栅极驱动波形，dem为探测到的退磁信号，Ip、Is分别为初级、次级电感电流，Vcs为原边检测电阻上得到的检测电压，VD为功率开关管的漏端波形，FB为辅助绕组的电阻分压波形。在CV下，电源的输出电压确定如下：其中Vref_FB为输出反馈采样参考电压，VD2为整流二极管D2的正向导通压降。图2示出了传统开关电源控制器内部FB采样与开关控制的简化框图。在退磁期间内，采样模块产生一个采样脉冲信号控制采样开关导通对FB进行采样，得到采样值VFB并保存在电容Cs上，采样值VFB与参考电压Vref_FB的差值经误差放大器EA放大后得到电压compv，电压compv输入到PWM/PFM(脉冲宽度调制/脉冲频率调制)控制模块，得到一个具有某个开关频率和占空比的脉冲，输入到驱动模块来控制功率管的开关，从而调整输出电压，最终得到稳定的输出。其中，采样模块在退磁期间产生采样脉冲对FB采样，并确定了采样点位置，本文针对此提出了一种实时采样信号产生方法。图3A和图3B分别示出了传统的FB采样点产生电路以及信号时序图。电路利用固定的充放电电流和上一周期的退磁时间确定采样点位置。Ichar、Idis分别为固定的充电电流和放电电流，dem为退磁信号，Tdem为退磁时间，也是充电时间，Tsamp为放电时间，代表采样点位置，reset为0脉冲信号，C为积分电容，vramp为电容电压，FB为芯片反馈引脚电压。在第一个Tdem期间，固定电流Ichar给电容C充电并将电压保持住，在第二个退磁信号的上升沿，reset信号将samp信号置高，电容C以固定电流Idis放电，放电到samp信号由高变为低，samp信号的下降沿即对应FB采样点，采样点的位置由充放电电流Ichar、Idis决定，且满足等式2：通过对充放电电流的比例关系的设置，可以调整采样点的位置。再复制一路此采样点产生电路，将两个并联使用，就能在每一个Tdem期间产生FB采样信号。可以看出，这个FB采样点产生电路存在显著缺点，它需要利用上一周期的退磁时间Tdem来产生当前周期的采样点，即采样点的位置是与上一Tdem时间成比例的，而与当前Tdem时间的关系是不确定的，这就可能会产生一些采样问题。例如，当系统Vcs由一个较大值跳变为一个较小值时，Tdem时间也会由一个较大值变为一个较小值，如图4所示，而第二个Tdem较短，但采样点的位置与前面较长的Tdem成比例，这会导致后续采样出错。因此，希望提供改进的实时信号采样方法。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本专利技术的一些实施例提供了开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和系统。仅通过示例，本专利技术的一些实施例已经被应用到功率变换系统。但是，应该认识到，本专利技术具有更广泛的应用范围。例如，根据本公开的方法可以适用于Buck、Boost、Buck-Boost以及反激(flyback)架构的PFC控制器。提出了一种用于原边控制反激式开关电源输出采样的实时采样方法，此方法基于电感的电压电流原理，通过对初级采样峰值电压放电模拟退磁过程，利用反馈控制的方法，确定放电速度，即确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系，并利用当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息确定采样点，从而实现了对输出电压的实时采样，解决了传统的利用上个周期退磁时间确定当前周期采样点方法中存在的系统Vcs突变引起的输出不稳定问题。根据一个实施例，提供了一种开关电源输出采样的模拟退磁采样方法，包括：通过对所述开关电源初级采样峰值电压放电来对退磁进行模拟；确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系；并且至少部分地基于当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息来确定采样点的位置。根据另一实施例，提供了一种开关电源输出采样的模拟退磁采样系统，包括：用于通过对所述开关电源初级采样峰值电压放电来对退磁进行模拟的装置；用于确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系的装置；以及用于至少部分地基于当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息来确定采样点的位置的装置。根据实施例，可以实现一个或多个有益效果。参考下面的详细描述和附图，将完全明白本专利技术的这些有益效果、以及各种附加目的、特征、和优点。附图说明图1A示出了传统开关电源的简化框图。图1B示出了传统开关电源的信号时序图。图2示出了传统开关电源控制器内部FB采样与开关控制的简化框图。图3A示出了传统的FB采样点产生电路图。图3B示出了传统的FB采样点产生时序图。图4示出了传统开关电源系统的Vcs突变时采样点与FB的关系的图示。图5示出了根据本公开的实施例的、模拟退磁放电斜率示意图。图6A示出了根据本公开的实施例的电路结构图示。图6B示出了根据本公开的实施例的信号时序图。图7示出了根据本公开的实施例的反馈实时采样点产生电路的图示。图8示出了根据本公开的实施例的Vramp放电斜率稳定过程中的波形示意图。图9示出了根据本公开的实施例的Vcs突变时的采样信号示意图。图10示出了根据本公开的实施例的、可选地添加的Vout控制的放电支路示意图。图11示出了根据本公开的实施例的、加入Vout控制的放电支路电路图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。本专利技术的目的是解决现有技术中的上述问题，提供了一种在稳定输出电压下，采样点位置与当前退磁结束点位置时间间距固定的采样方法，这个时间间距仅由稳定状态下的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及退磁时间所确定，实现了对输出电压的实时采样，至少解决了传统的利用上个周期退磁时间确定当前周期采样点方法中存在的系统Vcs突变引起的输出不稳定问题。根据电感电压电流关系，DCM(DiscontinuousConductionMode，非连续导通)工作模式下的退磁时间可以确定如下：其中，Ls为次级电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源输出采样的模拟退磁采样方法，包括：通过对所述开关电源初级采样峰值电压放电来对退磁进行模拟；确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系；并且至少部分地基于当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息来确定采样点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源输出采样的模拟退磁采样方法，包括：通过对所述开关电源初级采样峰值电压放电来对退磁进行模拟；确定初级采样峰值电压与退磁时间的关系；并且至少部分地基于当前周期的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及上个周期的放电速度信息来确定采样点的位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述采样点位置与当前退磁结束点位置时间间距固定的采样方法，所述时间间距由稳定状态下的采样峰值电压、功率开关的导通时间以及退磁时间来确定。3.如权利要求1所述的方法，其中所述退磁时间满足下述关系：Tdem＝Vcspk/k，其中Tdem为退磁时间，Vcspk为采样峰值电压，k为一个与输出电压Vout相关的值，在电路稳定时，k为固定值。4.如权利要求3所述的方法，其中采样点的位置Tsamp表示如下：其中Vt为采样点判断电压，它决定了通过放电进行模拟退磁的过程中产生采样点的位置。当采样峰值电压Vcspk经过放大和电平移位后得到的电压放电到Vref+Vt时进行采样，其中V...

【专利技术属性】
技术研发人员：路遥，张允超，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31