开关电源输出电压采样电路制造技术

本发明专利技术涉及一种开关电源输出电压采样电路，包括变压器原边绕组、原边辅助绕组和副边绕组,所述副边绕组输出端经整流滤波电路接开关电源输出电压端，所述原边辅助绕组接采样电阻，通过对流经所述采样电阻的电流进行采样，获得开关电源输出电压；还包括采样时间控制电路，所述采样时间控制电路根据当前原边绕组导通时间，控制当前采样时间起点，使得当前采样时间起点与当前副边绕组导通时间起点之间的时间与当前副边绕组导通时间成固定比例。本发明专利技术能够有效解决负载快速切换时采样点偏移导致输出波动剧烈、动态响应差的问题，提高采样准确率。准确率。准确率。

【技术实现步骤摘要】
开关电源输出电压采样电路


[0001]本专利技术涉及一种开关电源输出电压采样电路。

技术介绍

[0002]如图1所示，现有开关电源采样时间控制电路包括基准电流源Iref，由控制信号Ψ1控制的开关S1，由控制信号Ψ2控制的开关S2，由控制信号Ψ3控制的开关S3，由控制信号Ψ4控制的开关S4，采样电容Cx、Cy以及比较器comp。
[0003]其中基准电流源Iref与开关S1的一端相连接，开关S1的另一端与采样电容Cx的一端、开关S2、S3的一端以及比较器comp的同向端相连接，采样电容Cx和开关S3的另一端与地相连接，S2的另一端与采样电容Cy的一端、开关S4的一端以及比较器comp的反向端相连接，采样电容Cy和开关S4的另一端与地相连接。比较器comp的输出即为输出电压采样信号。
[0004]该传统采样方法及电路的控制信号时序图如图3所示：控制信号Ψ1时间，对应图中t0、t4时间段；控制信号Ψ2时间，对应图中t2时间；控制信号Ψ3时间，对应图中t3时间；控制信号Ψ4时间，对应图中t1时间。
[0005]在当前开关周期内的副边绕组导通阶段(即Tons时间内)，先进入控制信号Ψ1中的t0时间，由控制信号Ψ1控制的开关S1闭合，基准电流源Iref则在当前开关周期的Tons时间内对采样电容Cx进行充电，直至Tons时间结束，此时根据电容充电原理可以得到
[0006]公式1：V1＝(Iref
×
t0)/Cx
[0007]V1为此时采样电容Cx的电位，Iref是基准电流源，t0是控制信号Ψ1中的t0时间，Cx是采样电容Cx的容值。
[0008]控制信号Ψ1中的t0时间结束时，开关S1断开。再进入控制信号Ψ4的t1时间，控制信号Ψ4控制的开关S4闭合，将采样电容Cy的电位置为0，t1时间结束时，将开关S4断开。再进入控制信号Ψ2的t2时间，控制信号Ψ2控制的开关S2闭合，此时根据电荷转移原理，采样电容Cx和Cy平分电荷，可以得到：
[0009]公式2：V2＝Cx/(Cx+Cy)
×
V1＝(Iref
×
t0)/(Cx+Cy)
[0010]V2为采样电容Cx和Cy电荷平分后的稳定电位Cy是采样电容Cy的容值。
[0011]Ψ2的t2时间结束时，开关S2断开。再进入控制信号Ψ3的t3时间，控制信号Ψ3控制的开关S3闭合，将采样电容Cx的电位置为0。此时当前开关周期结束，比较器comp反向端的电位V2则为下一个开关周期的比较电位。等到下一个开关周期到来，进入控制信号Ψ1中的t4时间。t4时间内，控制信号Ψ1控制的开关S1再次打开，基准电流源Iref再次对采样电容Cx进行充电。当采样电容Cx上的电位充至V2时，比较器comp的输出状态改变，输出sample_clk信号。可以得到：
[0012]公式3：t＝(Cx
×
V2)/Iref＝Cx/(Cx+Cy)
×
t0
[0013]t为输出电压采样信号产生的时间。
[0014]由公式3可知，该传统输出电压采样时间控制电路的输出电压采样信号产生的时间与上一个开关周期的副边导通时间t0呈线性关系，且与上一个开关周期的副边导通时间
t0的比例关系和采样电容Cx、Cy强相关。这就表明在负载快速切换时，变压器副边导通时间Tons变化剧烈，极易导致输出电压采样信号提前或滞后产生，从而造成错误采样，使得输出电压跳动剧烈，动态响应差。

技术实现思路

[0015]本专利技术的专利技术目的在于提供一种开关电源输出电压采样电路，能够有效解决负载快速切换时采样点偏移导致输出波动剧烈、动态响应差的问题，提高采样准确率。
[0016]实现本专利技术目的的技术方案：
[0017]一种开关电源输出电压采样电路，包括变压器原边绕组、原边辅助绕组和副边绕组,所述副边绕组输出端经整流滤波电路接开关电源输出电压端，所述原边辅助绕组接采样电阻，通过对流经所述采样电阻的电流进行采样，获得开关电源输出电压；还包括采样时间控制电路，所述采样时间控制电路根据当前原边绕组导通时间，控制当前采样时间起点，使得当前采样时间起点与当前副边绕组导通时间起点之间的时间与当前副边绕组导通时间成固定比例。
[0018]进一步地，原边辅助绕组接第一采样电阻(R
H
)、第二采样电阻(R
L
)、第三采样电阻(R1)、第四采样电阻(R2),第一采样电阻(R
H
)和第二采样电阻(R
L
)串联，所述串联电路接原边辅助绕组的两端，第一采样电阻(R
H
)和第二采样电阻(R
L
)之间的公共端接第三采样电阻(R1)的第一端，第三采样电阻(R1)的第二端依次连接第四采样电阻(R2)、第二开关(S21)，第二开关(S21)的一端接地，通过对流经第四采样电阻(R2)的电流进行采样，获得开关电源输出电压；第三采样电阻(R1)阻值是第四采样电阻(R2)阻值的y倍，y为不等于0的常数。
[0019]进一步地，第三采样电阻(R1)的第二端还连接第一开关(S11)，第一开关(S11)的一端接地。
[0020]进一步地，第二开关(S21)由第二控制信号Φ2控制通断，所述第二控制信号Φ2与控制副边绕组导通的方波信号相同；第一开关(S11)由第一控制信号Φ1控制通断，所述第一控制信号Φ1与控制原边绕组导通的方波信号相同。
[0021]进一步地，采样时间控制电路包括第三电流源(I3)、第四电流源(I4)、采样电容(C1)和比较器,采样电容(C1)一端接所述比较器同相端，所述比较器反相端接基准电源(Vref),所述比较器输出信号控制采样时间；所述第三电流源(I3)用于在原边绕组导通时对采样电容(C1)充电，所述第四电流源(I4)用于在副边绕组导通时对采样电容(C1)放电。
[0022]进一步地，采样电容(C1)电压小于基准电源(Vref)电压时，比较器输出信号控制开始采样。
[0023]进一步地，采样时间控制电路中，第三电流源(I3)、第四开关(S12)、第五开关(S22)、第四电流源(I4)依次串接，第四电流源(I4)一端接地，第四开关(S12)和第五开关(S22)之间的公共端接比较器的同相端，同时还接采样电容(C1)；第四开关(S12)由第一控制信号Φ1控制通断，所述第一控制信号Φ1与控制原边绕组导通的方波信号相同；第五开关(S22)由第二控制信号Φ2控制通断，所述第二控制信号Φ2与控制副边绕组导通的方波信号相同。
[0024]进一步地，第三电流源(I3)的电流值为第一电流源(I1)电流值的m倍，所述第一电流源(I1)为流经第一开关(S11)的电流，第四电流源(I4)的电流值为第二电流源(I2)电流
值的n倍，所述第二电流源(I2)为流经第二开关(S21)的电流，m、n均为不等于0的常数。
[0025]进一步地，比较器同相端和反相端之间设有第三开关(S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源输出电压采样电路，包括变压器原边绕组、原边辅助绕组和副边绕组,所述副边绕组输出端经整流滤波电路接开关电源输出电压端，其特征在于：所述原边辅助绕组接采样电阻，通过对流经所述采样电阻的电流进行采样，获得开关电源输出电压；以及还包括采样时间控制电路，所述采样时间控制电路根据当前原边绕组导通时间，控制当前采样时间起点，使得当前采样时间起点与当前副边绕组导通时间起点之间的时间与当前副边绕组导通时间成固定比例。2.根据权利要求1所述的开关电源输出电压采样电路，其特征在于：原边辅助绕组接第一采样电阻(R
H
)、第二采样电阻(R
L
)、第三采样电阻(R1)、第四采样电阻(R2),第一采样电阻(R
H
)和第二采样电阻(R
L
)串联，所述串联电路接原边辅助绕组的两端，第一采样电阻(R
H
)和第二采样电阻(R
L
)之间的公共端接第三采样电阻(R1)的第一端，第三采样电阻(R1)的第二端依次连接第四采样电阻(R2)、第二开关(S21)，第二开关(S21)的一端接地，通过对流经第四采样电阻(R2)的电流进行采样，获得开关电源输出电压。3.根据权利要求2所述的开关电源输出电压采样电路，其特征在于：第三采样电阻(R1)的第二端还连接第一开关(S11)，第一开关(S11)的一端接地。4.根据权利要求3所述的开关电源输出电压采样电路，其特征在于：第二开关(S21)由第二控制信号Φ2控制通断，所述第二控制信号Φ2与控制副边绕组导通的方波信号相同；第一开关(S11)由第一控制信号Φ1控制通断，所述第一控制信号Φ1与控制原边绕组导通的方波信号相同。5.根据权利要求4所述的开关电源输出电压采样电路，其特征在于：采样时间控制电路包括第三电流源(I3)、第四电流源(I4)、采样电容(C1)和比较器,采样电容(C1)一端接所述比较器同相端，所述比较器反相端接基准电源(Vref),所述比较器输出信号以控制采样时间；所述第三电流源(I3)用于在原边...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭斌，贺俊程，
申请(专利权)人：无锡市晶源微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：