[发明专利]用于开关型电源转换系统的二阶段前沿消隐滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种前沿消隐滤波器，特别涉及一种用于开关型电源转换系统的二阶段前沿消隐滤波器。

背景技术

在开关型电源系统(SMPS，即Switching Mode Power supply)中，AC-DC转换系统是很重要的一类，而电流输出控制能力是AC-DC转换系统的一个极其重要的指标，因此，AC-DC转换系统常设置一初级电感的最大电流控制器，用于控制输出的最大电流。而离线式单边稳压控制系统因其需要的外围器件少(尤其是需要的电感少)、控制回路简单、体积小、及便于携带等特点，被广泛应用在电池充电器控制系统中。

请参阅图1，其为现有的离线式单边稳压控制系统的初级电感最大电流控制器示意图，当驱动管Q1导通时，流经初级电感的电流经驱动管Q1后，在取样电阻Rsense上形成电压信号Vsense，被输入至比较器OpAmp，与预设的阈值电压Vref进行比较，当Vsense＞Vref，CC_ctrl输出”H”信号，说明此时，初级电感的电流已经达到允许的最大值，控制系统于是关断驱动管Q1等待下一次开启。所述驱动管Q1可根据不同的实际系统，采用IGBT、NMOS、或NPN管等。

系统设计时，为降低在取样电阻Rsense上的能源损耗，预设的阈值电压Vref都比较小，然而由于驱动管Q1在开启瞬间输出一个瞬态大电流，然后再恢复为正常电流，由此在取样电阻Rsense上会产生一个瞬态电压脉冲(Voltage Glitch)，如果这个电压脉冲(Voltage Glitch)超过预设的阈值电压Vref，就会导致驱动管Q1误关断。为避免此种情形的发生，在比较器OpAmp与取样电阻Rsense之间又增加了一阶段前沿消隐(Lead-edge Blanking)器，请参阅图2，一阶段前沿消隐器由电阻R1和电容C1组成，如果驱动管Q1采用的是NMOS管，那么RC常数的典型值一般约为200ns，若驱动管Q1采用的是NPN管，那么RC常数常见的典型值约为500ns。

但是这种前沿消隐(Lead-edge Blanking)器还是存在一个很大的问题：即在滤除瞬态电压脉冲的同时，使取样电压也产生了延迟(Delay)，导致最终测得的取样电压VCS(即图中A点的电压VA)高于预设的阈值电压Vref；同时，由于集成电路制造工艺存在一定偏差，设计的RC滤波器时间常数随工艺波动而变化，而外部应用环境不同会导致取样电压VCS上升速率不同，这两大因素同时作用导致取样电压VCS与预设的阈值电压Vref偏差可能达到20％甚至30％以上，这对系统控制是极为不利的。

以驱动管Q1是NPN管为例，若RC常数为500ns，阈值电压Vref＝0.5V，典型取样电压VCS上升速率为0.25V/us，则如图3a所示，最后测得的取样电压VCS＝0.628V，比阈值电压大25.6％；如果VCS上升速率增大为0.4V/us，而这时由于工艺偏差，导致RC常数增大30％到650ns，则如图3b所示，最后测得的取样电压VCS＝0.753V，比阈值电压大50.6％；如果VCS上升速率降低为0.15V/us，而这时由于工艺偏差，导致RC常数减小30％到350ns，则如图3c所示，测得的取样电压VCS＝0.554V，比阈值电压大10.8％。如此，当以VCS上升速率为0.25V/us作为典型值设计系统时，在不考虑其它参数的影响时，仅由于工艺偏差及应用环境不同就会导致系统的偏差达到+25％～-14.8％。

因此，需要对现有开关型电源转换系统中的滤波电路进行改进，使其既可以滤除驱动管Q1开启时所产生的电压脉冲(Voltage Glitch)，同时又能将取样信号几乎没有延迟的传送至比较器。

发明内容

本发明的所要解决的技术方案是提供一种用于开关型电源转换系统的二阶段前沿消隐滤波器。