一种新型实时信号采样电路及应用该电路的开关电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型实时信号采样电路及应用该电路的开关电源，所述实时信号采样电路由采样控制电路、充电电流控制单元、放电电流控制单元、延时单元依次电性连接组成，通过变压器的辅助绕组分压和第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻相连接后产生充电电流与放电电流，从而控制比较器的翻转点，做到当前周期内的退磁时间控制当前周期内的采样时刻；该开关电源包括变压器和控制电路，所述控制电路通过对变压器的辅助绕组的分压进行精确的实时采样，精准地调整所述开关电源的输出电压，所述控制电路包含上述实时信号采样电路，该开关电源能够达到较高的恒压输出精度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型实时信号采样电路及应用该电路的开关电源
本技术涉及电力电子领域，特别是一种新型实时信号采样电路及应用该电路的开关电源。
技术介绍
电源作为所有电子产品的供电设备，各种用于恒流恒压场合的原边反馈反激式电源控制IC得到发展，其应用范围包括电源适配器、充电器及移动设备备用电源等。应用传统控制的开关电源如图1所示，该开关电源包括输出模块连接于变压器T1的副绕组两端，吸收电路连接于变压器T1的主绕组两端，开关管Q1的漏极和主绕组一端相连，开关管Q1的栅极和传统控制器的输出端相连，开关管Q1的源极和采样电阻Rcs相连，反馈绕组和分压电阻RFB_h一端相连，RFB_h的另一端和分压电阻RFB_l的一端相连，和控制器相连，RFB_l的另一端接地。控制器通过内部的退磁检测电路对变压器T1的退磁时间进行检测，得到的检测信号控制采样电路得到输出电压的信息，采样电路对输出反馈电压进行采样后与恒压控制电路中的参考电压比较，输出调制信号控制逻辑电路，最终得到一个调制信号sw控制变压器的脉冲宽度和频率，进而控制输出电压Vo。传统控制器中的采样电路，需要首先得到一个周期的退磁时间信号，才能产生采样的延迟时刻，也就是说输出的退磁时间决定了下一个周期的采样时刻，而不是当前周期的采样时刻。如图2所示，传统的实时信号采样时刻示意图，首先需要得到上一周期的Tdemag信号即变压器副边线圈的退磁时间Tdemag1，再根据Tdemag1得出Tsp的采样时刻即Tdelay信号，如果此时负载发生变化，输出电压发生变化，那么就会造成采样不准，理想的输出采样电压点为V2，但是由于采样机制的问题造成此时的采样电压点为V1，因此造成输出电压的精度不高，纹波较大。如图3所示，是另外一种传统实现实时信号采样的示意图，其判断副边线圈退磁开始后，采用固定的延迟时间得出Tsp的采样时刻，当负载变化时，输出电压变化，采用固定时刻造成实际采样点V1偏高，而理想的采样点应为V2，这样经过系统反馈后造成输出电压的偏移，输出电压精度不高。以上两种传统控制方式对输出电压的实时信号采样都存在一定的缺点，因此当副边绕组的信号发生变化时，就会出现采样误差，导致开关电源恒定电压输出Vo精度不高，纹波较大。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种新型实时信号采样电路及应用该电路的开关电源，新型的实时信号采样电路来提高开关电源输出电压的精度。本技术采用以下方案实现：一种新型实时信号采样电路，包括采样控制电路、充电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元；所述电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元均与所述采样控制电路电性相连。进一步地，所述采样控制电路包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R1a、第三分压电阻R1b、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第一电容器C1、比较器、第一与门、第一或门、第一反相器、第二反相器、第三反相器和D触发器；所述的第一分压电阻R1一端和采样端口相连，第一分压电阻R1另一端和第二分压电阻的一端R1a相连，并连接到所述充电电流控制单元的输入端口；所述第二分压电阻R1a的另一端和第三分压电阻R1b的一端相连并连接到所述放电电流控制单元的输入端口，所述第三分压电阻R1b的另一端接地；所述充电电流控制单元的输出端口和所述放电电流控制单元的输出端口相连并经过第一开关K1连接到第一电容器C1的一端和比较器的负相输入端；第一电容器C1的一端还经第二开关K2连接到比较器的正相输入端，比较器的正相输入端还接参考电压Vref；第一电容器C1的另一端接地，比较器的输出端与所述延迟单元的输入端口连接，经第三开关K3接地；比较器的输出还与所述第一与门的第一输入端连接；所述第一或门的输出用以控制第三开关K3；所述D触发器的Q端输出信号t2,并与所述第一或门的第二输入端连接，同时控制第二开关K2；所述延迟单元的输出端与所述第一与门的第二输入端连接，所述第一与门的输出端输出Tsp信号，并与第一反相器的输入端连接，第一反相器的输出端与所述D触发器的时钟端连接；所述第二反相器的输出端与D触发器的复位端连接，D触发器的Q端还与第三反相器的输入端连接，第三反相器的输出端输出信号t2n,用以控制第一开关K1；所述第一或门的第一输入端与所述第二反相器输入端均接入调制信号sw；所述D触发器的D端外接供电电源Vdd。进一步地，所述充电电流控制单元包括第一电流镜P、第二电流镜Q和第二电容器C2；所述第一电流镜P与所述第二电流镜Q电性相连；所述第二电流镜Q还与所述第二电容器C2的一端连接，并作为所述充电电流控制单元的输入端口，用以将所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R1a连接的电压信号转化为电流信号并由所述第一电流镜P输出；所述第二电容器C2的另一端接地。进一步地，所述放电电流控制单元包括第三电流镜P1、第四电流镜N、第四电阻R1c和第四开关K4；所述第三电流镜P1和所述第四电流镜N电性相连；所述第三电流镜P1还与所述第四电阻R1c的一端连接，并作为所述放电电流控制单元的输入端口，用以将第二分压电阻R1a和第三分压电阻R1b连接的电压信号转换为电流信号并由所述第四电流镜N输出；所述第四电流镜N还与所述第四开关K4的一端连接；所述第四电阻R1c的另一端和所述第四开关K4的另一端均接地。进一步地，所述延时电路包括第一偏置电流源、延时电容器C3、施密特触发器、第四反相器、第五开关K5和第六开关K6；所述延迟单元的输入分别控制第五开关和第六开关；供电电源Vdd经第五开关K5连接到延时电容器C3的一端，延时电容器C3的一端还经第六开关K6和第一偏置电流源连接到地；所述延时电容器C3的一端还与施密特触发器的输入端连接，所述施密特触发器的输出端与所述第四反相器的输入端连接；所述第四反相器的输出端作为所述延时单元的输出端；所述的延时电容器C3的另一端接地。1、进一步地，本专利技术还提供一种应用所述新型实时信号采样电路的开关电源包括变压器T1及其外围电路和控制电路；所述控制电路包括实时信号采样电路和退磁检测电路、恒流电路、恒压电路、逻辑电路；所述退磁检测电路分别与所述恒流电路和所述实时信号采样电路电性相连；所述恒流电路还与所述逻辑电路电性相连；所述实时信号采样电路还与所述恒压电路电性相连；所述逻辑电路还与所述恒压电路电性相连；所述变压器及其外围电路包括变压器T1、吸收电路、功率管Q1、检测电阻RCS、第一二极管D1、第一电容Co和变压器T1反馈绕组单元；所述控制电路与所述变压器T1的反馈绕组单元相连，用以产生一个开关信号sw调节所述变压器的脉冲宽度和频率；所述变压器T1原边第二绕组同名端与所述变压器T1反馈绕组单元连接；所述变压器T1原边第二绕组异名端接地；所述变压器T1原边第一绕组同名端分别与所述功率管Q1的漏极和所述吸收电路连接；所述功率管Q1的源极分别与所述检测电阻RCS的一端和所述控制电路连接；所述功率管Q1的栅极与所述逻辑电路连接，并由所述逻辑电路输出开关信号sw；所述检测电阻RCS的另一端接地；所述变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型实时信号采样电路，其特征在于：包括采样控制电路、充电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元；所述充电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元均与所述采样控制电路电性相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型实时信号采样电路，其特征在于：包括采样控制电路、充电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元；所述充电电流控制单元、放电电流控制单元和延时单元均与所述采样控制电路电性相连。


2.根据权利要求1所述的一种新型实时信号采样电路，其特征在于：所述采样控制电路包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R1a、第三分压电阻R1b、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第一电容器C1、比较器、第一与门、第一或门、第一反相器、第二反相器、第三反相器和D触发器；所述的第一分压电阻R1一端和采样端口相连，第一分压电阻R1另一端和第二分压电阻的一端R1a相连，并连接到所述充电电流控制单元的输入端口；所述第二分压电阻R1a的另一端和第三分压电阻R1b的一端相连并连接到所述放电电流控制单元的输入端口，所述第三分压电阻R1b的另一端接地；所述充电电流控制单元的输出端口和所述放电电流控制单元的输出端口相连并经过第一开关K1连接到第一电容器C1的一端和比较器的负相输入端；第一电容器C1的一端还经第二开关K2连接到比较器的正相输入端，比较器的正相输入端还接参考电压Vref；第一电容器C1的另一端接地，比较器的输出端与所述延时单元的输入端口连接，经第三开关K3接地；比较器的输出还与所述第一与门的第一输入端连接；所述第一或门的输出用以控制第三开关K3；所述D触发器的Q端输出信号t2,并与所述第一或门的第二输入端连接，同时控制第二开关K2；所述延时单元的输出端与所述第一与门的第二输入端连接，所述第一与门的输出端输出Tsp信号，并与第一反相器的输入端连接，第一反相器的输出端与所述D触发器的时钟端连接；所述第二反相器的输出端与D触发器的复位端连接，D触发器的Q端还与第三反相器的输入端连接，第三反相器的输出端输出信号t2n,用以控制第一开关K1；所述第一或门的第一输入端与所述第二反相器输入端均接入调制信号sw；所述D触发器的D端外接供电电源Vdd。


3.根据权利要求2所述的一种新型实时信号采样电路，其特征在于：所述充电电流控制单元包括第一电流镜P、第二电流镜Q和第二电容器C2；所述第一电流镜P与所述第二电流镜Q电性相连；所述第二电流镜Q还与所述第二电容器C2的一端连接，并作为所述充电电流控制单元的输入端口，用以将所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R1a连接的电压信号转化为电流信号并由所述第一电流镜P输出；所述第二电容器C2的另一端接地。


4.根据权利要求1所述的一种新型实时信号采样电路，其特征在于：所述放电电流控制单元包括第三电流镜P1、第四电流镜N、第四电阻R1c和第四开关K4；所述第三电流镜P1和所述第四电流镜N电性相连；所述第三电流镜P1还与所述第四电阻R1c的一端连接，并作为所述放电电流控制单元的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：高耿辉，杨国坤，马田华，
申请(专利权)人：厦门元顺微电子技术有限公司，大连连顺电子有限公司，友顺科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35