基于斜波复位的斜波注入电路及开关电源的误差补偿方法技术

基于斜波复位的斜波注入电路及开关电源的误差补偿方法，斜波注入电路中利用斜波电压产生模块在第一控制信号的控制下产生电压值线性上升的斜波电压，仅当第一控制信号从第一状态转变为第二状态时控制斜波电压的电压值复位至零；利用误差补偿模块产生与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的补偿电压，斜波注入电路将斜波电压减去补偿电压后作为最终斜波电压输出。本发明专利技术应用于开关电源，由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比无关，解决了传统内部集成斜波注入电路的开关电源中由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比有关而引入的输出误差问题，实现不同占空比情况下开关电源的输出电压保持恒定，消除了开关电源的输出误差。

【技术实现步骤摘要】
基于斜波复位的斜波注入电路及开关电源的误差补偿方法
本专利技术属于电力电子
，涉及一种斜波注入电路，特别是一种基于斜波复位技术且具有误差补偿功能的斜波注入电路，以及开关电源中采用本专利技术提出的斜波注入电路进行误差补偿的方法。
技术介绍
随着技术发展，为满足市场需求，对开关电源的要求也越来越高，通常要求开关电源具有响应速度快等优点。固定导通时间的开关电源为了简化外围器件，减小输出纹波，在内部会集成斜波注入电路。如图1所示，传统内部集成斜波注入电路的固定导通时间开关电源中，斜波注入电路产生斜波电压Vripple并与参考电压Vref叠加后与开关电源输出电压Vout的反馈电压Vfb进行比较，根据比较结果进行脉冲宽度调制PWM。但这种结构在不同的占空比情况下，注入的斜波不同，如图3所示，图3中(b)、(c)、(d)分别是三种不同占空比对应的斜波电压Vripple与参考电压Vref叠加后再与反馈电压Vfb进行比较的情况，图3中(a)是将图3中(b)、(c)、(d)三种情况画在一起的示意图，可以看出三种不同占空比对应的斜波电压Vripple不同，导致Vripple与Vref叠加的值不同，从而导致反馈电压Vfb的变化。由于开关电源输出电压Vout＝Vfb*(R1+R2)/R1＝(Vref+Vripple)*(R1+R2)/R1，因此在不同的占空比情况下，反馈电压Vfb不同，开关电源的输出电压Vout也是不同的。可见传统的斜波注入电路会令开关电源引入输出误差，需要提出一种能够补偿输出误差的斜波注入电路。
技术实现思路
针对内部集成斜波注入电路的开关电源中由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比有关而引入的输出误差问题，本专利技术提出一种基于斜波复位的斜波注入电路，通过特殊的时序控制产生一个与开关电源中开关器件的工作占空比无关的斜波电压，再将该斜波电压减去与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的补偿电压得到最终的斜波电压。另外还提出一种将本专利技术的斜波注入电路应用于开关电源中的方案，消除开关电源的输出误差。本专利技术提出的斜波注入电路技术方案为：一种基于斜波复位的斜波注入电路，所述斜波注入电路应用于开关电源，所述斜波注入电路包括斜波电压产生模块和误差补偿模块；所述斜波电压产生模块用于在第一控制信号的控制下产生电压值线性上升的斜波电压，仅当第一控制信号从第一状态转变为第二状态时控制所述斜波电压的电压值复位至零；所述开关电源中包括串联并接在供电电源和地之间的上功率管和下功率管，根据上功率管和下功率管的串联点信号产生所述第一控制信号；所述误差补偿模块用于产生与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的补偿电压；所述斜波注入电路将所述斜波电压减去所述补偿电压后作为最终斜波电压输出。具体的，所述斜波电压产生模块包括时序控制单元和斜波产生单元；所述时序控制单元用于根据所述第一控制信号产生脉冲信号，仅当所述第一控制信号从第一状态转变为第二状态时所述脉冲信号有效，否则所述脉冲信号无效；所述斜波产生单元包括第一电容、第一开关、第二开关和电流源，第一电容的第一连接端接地，其第二连接端一方面通过第一开关后连接电流源，另一方面通过第二开关后接地；第一开关和第二开关由所述脉冲信号控制，所述脉冲信号有效时控制第一开关断开、第二开关导通，所述脉冲信号无效时控制第一开关导通、第二开关断开；第一电容的第二连接端输出所述斜波电压。具体的，所述时序控制单元包括非门和与门，非门的输入端连接与门的第一输入端和所述第一控制信号，其输出端连接与门的第二输入端；与门的输出端产生所述脉冲信号。具体的，所述误差补偿模块包括误差放大器，误差放大器的正向输入端连接所述参考电压，其负向输入端连接所述开关电源输出电压的采样值，其输出端产生所述补偿电压。将本专利技术提出的斜波注入电路应用于开关电源中消除输出误差，技术方案如下：开关电源中误差补偿方法，所述开关电源将参考电压叠加斜波电压后的信号作为比较基准用于与所述开关电源输出电压的反馈电压进行比较，并根据比较结果产生脉宽调制信号控制所述开关电源中开关器件的工作占空比；所述开关电源中误差补偿方法为：步骤一、所述开关电源中开关器件包括串联并接在供电电源和地之间的上功率管和下功率管，取上功率管和下功率管串联点的信号作为第一控制信号；步骤二、令所述斜波电压的电压值线性上升，并且仅在所述第一控制信号从低电平转变为高电平时将所述斜波电压的电压值复位至零，使得所述斜波电压与所述开关电源中开关器件的工作占空比无关；步骤三、获取与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的电压信号作为补偿电压；步骤四、将所述参考电压叠加所述斜波电压并减去所述补偿电压后的信号作为最终的比较基准用于与所述开关电源输出电压的反馈电压进行比较，使得比较基准恒定，消除斜波电压带来的误差。具体的，所述步骤二中产生所述斜波电压的结构包括时序控制单元和斜波产生单元；所述时序控制单元用于根据所述第一控制信号产生脉冲信号，仅当所述第一控制信号从低电平转变为高电平时所述脉冲信号有效，否则所述脉冲信号无效；所述斜波产生单元包括第一电容、第一开关、第二开关和电流源，第一电容的第一连接端接地，其第二连接端一方面通过第一开关后连接电流源，另一方面通过第二开关后接地；第一开关和第二开关由所述脉冲信号控制，所述脉冲信号有效时控制第一开关断开、第二开关导通，所述脉冲信号无效时控制第一开关导通、第二开关断开，第一电容的第二连接端输出所述斜波电压。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的斜波注入电路利用斜波复位技术产生一个与开关电源中开关器件的工作占空比无关的斜波电压，并利用与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的直流电压进行补偿，由于斜波电压不随占空比改变，故当占空比改变时无需调整斜波电压的斜率，实现对传统斜波电压在系统上产生误差的补偿的同时，还加快了系统的响应速度；将本专利技术应用于开关电源中，能够解决传统内部集成斜波注入电路的开关电源中由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比有关而引入的输出误差问题，实现不同占空比情况下开关电源的输出电压保持恒定，消除了开关电源的输出误差。附图说明下面的附图有助于更好地理解下述对本专利技术不同实施例的描述，这些附图示意性地示出了本专利技术一些实施方式的主要特征。这些附图和实施例以非限制性、非穷举性的方式提供了本专利技术的一些实施例。为简明起见，不同附图中具有相同功能的相同或类似的组件或结构采用相同的附图标记。图1是传统集成斜波注入电路的开关电源示意图。图2是现有的产生斜波电压的一种实现电路示意图。图3是传统集成斜波注入电路的开关电源中在不同占空比下关键信号的波形图，其中(b)(c)(d)分别是三种占空比情况下由控制信号Vsw控制产生斜波电压Vripple并与参考电压Vref叠加后信号Vref+Vripple的波形图、以及对应反馈电压Vfb的波形图，图(a)为整合三种情况的的对比图，可以看出在不同的占空比情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于斜波复位的斜波注入电路，所述斜波注入电路应用于开关电源，其特征在于，所述斜波注入电路包括斜波电压产生模块和误差补偿模块；/n所述斜波电压产生模块用于在第一控制信号的控制下产生电压值线性上升的斜波电压，仅当第一控制信号从第一状态转变为第二状态时控制所述斜波电压的电压值复位至零；所述开关电源中包括串联并接在供电电源和地之间的上功率管和下功率管，根据上功率管和下功率管的串联点信号产生所述第一控制信号；/n所述误差补偿模块用于产生与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的补偿电压；/n所述斜波注入电路将所述斜波电压减去所述补偿电压后作为最终斜波电压输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于斜波复位的斜波注入电路，所述斜波注入电路应用于开关电源，其特征在于，所述斜波注入电路包括斜波电压产生模块和误差补偿模块；
所述斜波电压产生模块用于在第一控制信号的控制下产生电压值线性上升的斜波电压，仅当第一控制信号从第一状态转变为第二状态时控制所述斜波电压的电压值复位至零；所述开关电源中包括串联并接在供电电源和地之间的上功率管和下功率管，根据上功率管和下功率管的串联点信号产生所述第一控制信号；
所述误差补偿模块用于产生与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的补偿电压；
所述斜波注入电路将所述斜波电压减去所述补偿电压后作为最终斜波电压输出。


2.根据权利要求1所述的基于斜波复位的斜波注入电路，其特征在于，所述斜波电压产生模块包括时序控制单元和斜波产生单元；
所述时序控制单元用于根据所述第一控制信号产生脉冲信号，仅当所述第一控制信号从第一状态转变为第二状态时所述脉冲信号有效，否则所述脉冲信号无效；
所述斜波产生单元包括第一电容、第一开关、第二开关和电流源，第一电容的第一连接端接地，其第二连接端一方面通过第一开关后连接电流源，另一方面通过第二开关后接地；第一开关和第二开关由所述脉冲信号控制，所述脉冲信号有效时控制第一开关断开、第二开关导通，所述脉冲信号无效时控制第一开关导通、第二开关断开；第一电容的第二连接端输出所述斜波电压。


3.根据权利要求2所述的基于斜波复位的斜波注入电路，其特征在于，所述时序控制单元包括非门和与门，非门的输入端连接与门的第一输入端和所述第一控制信号，其输出端连接与门的第二输入端；与门的输出端产生所述脉冲信号。


4.根据权利要求1-3任一项所述的基于斜波复位的斜波注入电路，其特征在于，所述误差补偿模块包括误差放大器，误差放大器的正向输...

【专利技术属性】
技术研发人员：向本才，
申请(专利权)人：成都稳海半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51