【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源，尤其涉及一种开关电源限流电压阈值降低电路。
技术介绍
1、在开关电源变换器工作过程中，常用的控制环路反馈方式有电压反馈和电流反馈。通常电压环为外环，电流环为内环，电压环的输出为电流环的参考输入。电流环检测电感电流与参考输入(电压环的输出)的误差并放大，调整开关管的导通时间占空比，使得电感电流值稳定在参考输入值，最终保持输出电压稳定。通常电感电流采样是通过串联检流电阻，控制芯片采样检流电阻两端的压差，通过欧姆定律i＝us/rs来得到电流信息，如图1所示。其中，vin为输入电源电压，vo为输出电压，vdrv驱动输出电压，vs为检流电压信号，q1为开关管，rs为检流电阻，vcs为经过滤波后的检流电压信号。控制芯片通过分压电阻rfb1、rfb2从辅助绕组提取输出电压信息。psr模式的离线控制芯片由于其保护功能完善、成熟度高、成本低等优势，在小高功率电源电路上得到了广泛的应用。
2、由于离线控制芯片的大多应用场合都是高压输入(市电)，检流电压的最大限制值vcsmax比较大，通常在1v左右，对于低压大电流的dc/dc场合不合适，会引起很大的检流电阻功耗，从而降低系统效率和输入电压范围。
3、为了降低检流电阻的功耗，现在行业上的解决方案：
4、通过电阻r1、rf从控制芯片的参考电压vref上分压得到一个偏置电压rs为检流电阻，相对r1和rf小得多，可以近似为零，叠加到检流电压信号vs上，vcs≈vbs+vs。使得vcs满足最大检流电压幅值vcsmax要求，而保持检流电压信号vs在较小
5、现有技术采用图2的电路结构，虽然能够降低检流电阻的功耗，但仍存在以下技术问题：
6、(1)该技术方案仅适用于有参考电压vref引脚的控制芯片，而现有技术很多控制芯片没有参考电压vref引脚，导致该方案应用受限。
7、(2)为了提高轻载时的效率，需要限制轻载时的驱动损耗，也即降低轻载时的开关频率，需要保证每次开关能够传输一定的能量，因此很多控制芯片的限流电压都有最小值的限制，即vcsmin。vref为固定电压，叠加的偏置电压也为固定值，这个固定值通常会超过最小限流电压阈值(否则降低rs功耗的目的会大打折扣)，导致无法真实反馈实际电路工作状态，干扰控制芯片的正常工作逻辑，使得电路无法正常工作。
8、(3)峰值电流控制的开关电源，存在固有的次谐波产生机理，需要增加斜率补偿来抑制，斜率补偿的斜坡幅值是与电感电流的下降斜率匹配的，需要在一定的比例范围内，太大会影响限流值的准确度，以及引起电路不稳定，太小会起不到抑制次谐波的作用。很多控制芯片的谐波补偿都为内部固定，外部不能更改。限流电压阈值增加了直流偏置，控制芯片采样到的电感电流的下降斜率也必然跟着变小，这会引起斜率补偿过大，引起电感电流峰值限制不准确，以及斜率补偿过度，引起电路不稳定。因此，此方法的限流电压降低幅度只能在较小范围内使用，降低rs功耗的效果有限，变换器效率不能有明显提升。
9、(4)限流电压幅值vcsmax有误差，偏置电压vbs有误差，叠加后误差也增大，致使真正起作用的vsmax有很大误差，且vsmax的幅度变小，限流精度大幅降低。
10、故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，确有必要提供一种开关电源限流电压阈值降低电路，通过设置电感电流类比模块，利用驱动信号vdrv产生与检流电压信号vs完全同步、同波形的偏置电压vbs信号，叠加该信号后的vcs信号很好的模拟了电感电流波形，且在控制芯片的设计范围内，不影响峰值电流控制的斜率补偿。
2、为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种开关电源限流电压阈值降低电路，控制芯片的drv端驱动电压vdrv通过驱动网络控制开关管q1，开关管q1的一端通过检流电阻rs接地，检流电阻rs用于产生第一检流电压信号vs并通过滤波网络转化为第二检流电压信号vcs，控制芯片的cs端采样第二检流电压信号vcs并以此控制drv端输出的驱动电压vdrv；
4、该电路还设置电感电流类比模块和幅度调整模块，其中，电感电流类比模块用于产生与第一检流电压信号vs同规律且同步的可调信号vb，幅度调整模块用于将可调信号vb按预设比例调整后输出基准信号vbs，第二检流电压信号vcs为第一检流电压信号vs和基准信号vbs叠加的合成信号。
5、作为进一步的改进方案，第二检流电压信号vcs受控制芯片的最大限流电压vcsmax限制，检流电压vs的限流幅值降低为vcs-vbs。
6、作为进一步的改进方案，该电路包括电阻r1、电阻r2、电阻rf、检流电阻rs、电容c1、电容cf和二极管d1，其中，电阻r1的一端、二极管d1的负端与控制芯片的drv端相连接；电阻r1的另一端、二极管d1的正端、电容c1的一端与电阻r2的一端相连接；电阻r2的另一端、电阻rf的一端、电容cf的一端与控制芯片的cs端相连接；电阻rf的另一端、检流电阻rs的一端与开关管q1的一端相连接；检流电阻rs的另一端、电容c1的另一端和电容cf的一端接地。
7、作为进一步的改进方案，电阻r1、电阻r2、电阻rf、检流电阻rs与电容c1构成rc滤波器；
8、其中，时间常数τ＝[r1||(r2+rf+rs)]*c1，检流电阻rs远小于r1和rf，τ≈[r1||(r2+rf)]*c1。
9、作为进一步的改进方案，二极管d1用于产生三角波信号。
10、作为进一步的改进方案，时间常数τ≈[r1||(r2+rf)]*c1大于开关周期ts，以优化vb上升沿的线性度。
11、作为进一步的改进方案，r1||(r2+rf)的等效阻值设置为10k，电容c1的容值设置为1nf。
12、作为进一步的改进方案，幅度调整模块包括电阻r2和电阻rf，用于将可调信号vb按预设比例调整后输出基准信号vbs。
13、作为进一步的改进方案，电阻r2和电阻rf起隔离作用以避免第一检流电压信号vs影响可调信号vb。
14、作为进一步的改进方案，vs＜＜vb，
15、与现有技术相比较，本专利技术技术方案具有如下技术效果：
16、(1)能够应用于所有峰值电流模式的控制芯片，因为峰值电流模式的控制芯片一定会有vdrv引脚和cs引脚，该电路可以直接套用。
17、(2)本专利技术技术方案利用驱动信号vdrv产生与检流电压信号vs完全同步、同波形的偏置电压vbs信号，叠加后的vcs信号很好的模拟了电感电流波形，且在控制芯片的设计范围内，不影响峰值电流控制的斜率补偿；控制芯片看到的电流感本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，控制芯片的Drv端驱动电压Vdrv通过驱动网络控制开关管Q1，开关管Q1的一端通过检流电阻Rs接地，检流电阻Rs用于产生第一检流电压信号Vs并通过滤波网络转化为第二检流电压信号Vcs，控制芯片的CS端采样第二检流电压信号Vcs并以此控制Drv端输出的驱动电压Vdrv；
2.根据权利要求1所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，第二检流电压信号Vcs受控制芯片的最大限流电压Vcsmax限制，检流电压Vs的限流幅值降低为Vcs-Vbs。
3.根据权利要求1或2所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，该电路包括电阻R1、电阻R2、电阻Rf、检流电阻Rs、电容C1、电容Cf和二极管D1，其中，电阻R1的一端、二极管D1的负端与控制芯片的Drv端相连接；电阻R1的另一端、二极管D1的正端、电容C1的一端与电阻R2的一端相连接；电阻R2的另一端、电阻Rf的一端、电容Cf的一端与控制芯片的CS端相连接；电阻Rf的另一端、检流电阻Rs的一端与开关管Q1的一端相连接；检流电阻Rs的另一端、电容C1的另一端和电
4.根据权利要求3所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，电阻R1、电阻R2、电阻Rf、检流电阻Rs与电容C1构成RC滤波器；
5.根据权利要求4所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，二极管D1用于产生三角波信号。
6.根据权利要求4所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，时间常数τ≈[R1||(R2+Rf)]*C1大于开关周期Ts，以优化Vb上升沿的线性度。
7.根据权利要求6所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，R1||(R2+Rf)的等效阻值设置为10K，电容C1的容值设置为1nF。
8.根据权利要求3所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，幅度调整模块包括电阻R2和电阻Rf，用于将可调信号Vb按预设比例调整后输出基准信号Vbs。
9.根据权利要求3所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，电阻R2和电阻Rf起隔离作用以避免第一检流电压信号Vs影响可调信号Vb。
10.根据权利要求3所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，Vs＜＜Vb，
...【技术特征摘要】
1.一种开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，控制芯片的drv端驱动电压vdrv通过驱动网络控制开关管q1，开关管q1的一端通过检流电阻rs接地，检流电阻rs用于产生第一检流电压信号vs并通过滤波网络转化为第二检流电压信号vcs，控制芯片的cs端采样第二检流电压信号vcs并以此控制drv端输出的驱动电压vdrv；
2.根据权利要求1所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，第二检流电压信号vcs受控制芯片的最大限流电压vcsmax限制，检流电压vs的限流幅值降低为vcs-vbs。
3.根据权利要求1或2所述的开关电源限流电压阈值降低电路，其特征在于，该电路包括电阻r1、电阻r2、电阻rf、检流电阻rs、电容c1、电容cf和二极管d1，其中，电阻r1的一端、二极管d1的负端与控制芯片的drv端相连接；电阻r1的另一端、二极管d1的正端、电容c1的一端与电阻r2的一端相连接；电阻r2的另一端、电阻rf的一端、电容cf的一端与控制芯片的cs端相连接；电阻rf的另一端、检流电阻rs的一端与开关管q1的一端相连接；检流电阻rs的另一端、电容c1的另一端和电容cf的一端...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚淡基，黎夏，
申请(专利权)人：杭州衡驰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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