一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片，线电压补偿电路包括：补偿电流产生模块，用于在驱动管的每一个导通周期内对采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关，如此，本实用新型专利技术无需辅助绕组即可实现对流过驱动管的峰值电流的补偿，使其与输入的线电压大小无关，而且整个补偿电路可以集成在芯片内部，结构简单。结构简单。结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片


[0001]本技术涉及电子
，尤其涉及一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片。

技术介绍

[0002]参考图1，在AC电压转换为DC电压的充电器系统领域，由于AC输入电压和电源驱动芯片(图中虚框所示)内部驱动电路(MOS管)的延迟问题，导致整个系统在高、低压输入时的变压器原边的电流IL的峰值Ipeak不同，由此导致最大恒流值不同。
[0003]具体来说，芯片工作在PWM峰值电流模式，PWM峰值电流模式指的是工作在固定频率下，芯片通过检测原边的峰值电流关断开关管实现对输出电压的调节，图2为峰值电流模式工作波形。其工作原理为振荡器OSC变为高电平时,开关管Q1导通，电感电流IL流过电阻Rcs产生采样电压Vcs，当Vcs大于参考电压Vref时，PWM比较器输出信号翻转从而关断开关管Q1，等到OSC信号再次触发开关管Q1再导通，依次循环实现对输出电压的调节。当开关管Q1导通时，电感电流的斜率为：
[0004][0005]从公式(1)可以看出对于不同的输入电压Vin,其电感电流IL的上升斜率不同。当理想情况时情况时有：
[0006][0007]然而由于驱动电路的延迟导致在开关管Q1真正关断时的电流Ipeak为:
[0008][0009]则PWM比较器最终的输入电压Vcs等于：
[0010][0011]Tdelay与输入电压Vin无关，因此对于相同的参考电压Vref时，Vin最高电压达到400V，最低为70V，Ipeak与最终的输入电压Vcs是正相关的，结合式(2)可以看出，由于Tdelay的原因高压输入时的Ipeak偏差相对于低压输入时的偏差要大许多，导致高低压的情形不同，如图2所示。
[0012]因此我们曾尝试设计一个与Vin有关的参数来抵消T
delay
的影响。如图3，N
a
为辅助绕组，主要有两个作用，当开关管Q1导通时采样电流对I
peak
进行补偿，当开关管Q1关断时，对芯片VCC进行供电。其中补偿的部分为，通过一路与V
in
有关的电流流过补偿电阻R
line
叠加到V
cs
电压。其基本原理是，根据变压器的特性，当MOS导通时，原边电压Vin加到变压器原边
侧绕组，导通时，原边侧电感两端的变化为vin，折射到辅助绕组的电压为Va，n＝N
p
/N
a
，由于变压器是反相的，所以此时Va为：
[0013][0014]可以看出Va是与Vin有关的量。此时通过内部电路脚DEM脚的电压钳位到0.1V，此时流过DEM脚的电流为：
[0015][0016]通过镜像模块缩小K倍，得到：
[0017][0018]补偿后电压PWM比较器最终的输入电压等于：
[0019][0020]叠加到Vcs上的电压会让系统提前翻转，通过计算让式(8)成立：
[0021][0022]使提前翻转的量等于Tdelay引起的变化，则有：
[0023]V
cs
＝V
ref
ꢀꢀ
(9)；
[0024]则Ipeak等于：
[0025][0026]从式(10)可以看出经过补偿后Ipeak是与线电压Vin无关的参数，只与vref相关。图4为补偿后的示意图，虚线为补偿后的Ipeak，其中Tdelay为示意图，不代表真正的Tdelay比例。
[0027]但是，以上电路必须需要辅助绕组来实现流过MOS管Q1的电流峰值Ipeak的补偿。

技术实现思路

[0028]本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在高、低压输入时的流过驱动管的电流峰值不同，由此导致最大恒流值不同，或者需要利用辅助绕组实现驱动管的电流峰值补偿的缺陷，提供一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片。
[0029]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种线电压补偿电路，可应用于驱动电路，所述驱动电路包括基于接入的所述线电压产生输入电流的驱动管、实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压的采样单元、基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的控制单元，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，所述线电压补偿电路包括：
[0030]补偿电流产生模块，用于在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；
[0031]补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿
电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关。
[0032]优选地，所述补偿电流产生模块包括：电压采集单元，用于连接所述采样单元，在所述导通周期内对所述采样电压进行所述预设采样时长的采样而得到所述采集电压；电压电流转换单元，所述电压电流转换单元基于第一转换电阻将所述采集电压转换为所述补偿电流；
[0033]所述补偿电压产生模块是基于第二转换电阻将所述补偿电流转换为第二补偿电压，所述第一转换电阻和第二转换电阻满足其中：T
sample
表示所述预设采样时长，T
delay
表示所述预设延时，R
line
表示第二转换电阻的阻值，R表示第一转换电阻的阻值。
[0034]优选地，所述补偿电流产生模块包括还包括：
[0035]电压转移单元，连接于所述电压采集单元和所述电压电流转换单元之间，用于在所述驱动管的当前的导通周期内或者接下来的关断周期内将所述采集电压转移到所述电压电流转换单元，以便于上一个所述导通周期内所述电压采集单元获取的所述采集电压得以在下一个所述导通周期内被所述电压转移单元转换为补偿电流。
[0036]优选地，所述电压转移单元包括一级充电过渡电路或者依次连接的多级充电过渡电路，所述充电过渡电路用于通过充电获取所述采集电压，多级所述充电过渡电路中的后一级充电过渡电路是在前一级充电过渡电路充电完毕后才开始充电。
[0037]优选地，所述电压采集单元包括充电模块，所述充电模块包括在所述驱动管导通周期内利用所述采样电压进行充电的单个或者两个充电电路：如果是单个所述充电电路，则所述充电电路在所述驱动管开始导通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出；如果是两个所述充电电路，则两个所述充电电路同步启动充电且两个所述充电电路结束充电的时间相差所述预设采样时长，并在充电过程中将两个所述充电电路的充电电压的绝对差压输出。
[0038]优选地，所述电压采集单元还包括：
[0039]第一电流镜，与所述充电模块连接，用于基于所述充电模块输出的电压产生对应的基准电流，并镜像出镜像电流；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线电压补偿电路，可应用于驱动电路，所述驱动电路包括基于接入的所述线电压产生输入电流的驱动管、实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压的采样单元、基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的控制单元，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，其特征在于，所述线电压补偿电路包括：补偿电流产生模块，用于在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关。2.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述补偿电流产生模块包括：电压采集单元，用于连接所述采样单元，在所述导通周期内对所述采样电压进行所述预设采样时长的采样而得到所述采集电压；电压电流转换单元，所述电压电流转换单元基于第一转换电阻将所述采集电压转换为所述补偿电流；所述补偿电压产生模块是基于第二转换电阻将所述补偿电流转换为第二补偿电压，所述第一转换电阻和第二转换电阻满足其中：T
sample
表示所述预设采样时长，T
delay
表示所述预设延时，R
line
表示第二转换电阻的阻值，R表示第一转换电阻的阻值。3.根据权利要求2所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述补偿电流产生模块包括还包括：电压转移单元，连接于所述电压采集单元和所述电压电流转换单元之间，用于在所述驱动管的当前的导通周期内或者接下来的关断周期内将所述采集电压转移到所述电压电流转换单元，以便于上一个所述导通周期内所述电压采集单元获取的所述采集电压得以在下一个所述导通周期内被所述电压转移单元转换为补偿电流。4.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压转移单元包括一级充电过渡电路或者依次连接的多级充电过渡电路，所述充电过渡电路用于通过充电获取所述采集电压，多级所述充电过渡电路中的后一级充电过渡电路是在前一级充电过渡电路充电完毕后才开始充电。5.根据权利要求4所述的线电压补偿电路，其特征在于，每一级所述充电过渡电路包括第三充电电容和控制对应的所述第三充电电容的充电时间的第三充电开关，每一级所述充电过渡电路中：所述第三充电开关的第一端连接所述电压采集单元/前一级所述充电过渡电路，所述第三充电开关的第二端连接对应的所述第三充电电容的第一端，所述第三充电电容的第二端接地，所述第三充电电容的第一端还连接后一级所述充电过渡电路/电压电流转换单元。6.根据权利要求2或3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压采集单元包括：充电模块，所述充电模块包括在所述驱动管导通周期内利用所述采样电压进行充电的单个或者两个充电电路：如果是单个所述充电电路，则所述充电电路在所述驱动管开始导
通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出；如果是两个所述充电电路，则两个所述充电电路同步启动充电且两个所述充电电路结束充电的时间相差所述预设采样时长，并在充电过程中将两个所述充电电路的充电电压的绝对差压输出。7.根据权利要求6所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述充电模块包括构成一个所述充电电路的第一充电电容和控制所述第一充电电容的充电时长的第一充电开关，所述第一充电开关连接于所述采样单元和所述第一充电电容的第一端之间，所述第一充电电容的第二端接地，所述第一充电电容的第一端的电压作为单个所述充电电路的输出；或者，所述充电模块包括构成一个所述充电电路的第一充电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学仁，黄冲，许如柏，
申请(专利权)人：辉芒微电子深圳股份有限公司，
类型：新型
国别省市：