[实用新型]恒流输出开关电源峰值电流补偿电路

说明书

技术领域

本技术涉及电子半导体的开关电源控制电路，主要针对改善开关电源中的峰值电流过冲问题。

背景技术

作为电子产品中必不可少的器件之一，电源管理器件与整个电子工业的发展休戚相关。目前针对电池、手机充电器，各类家电适配器所采用的电源转换芯片，一般都采用AC-DC转换，采用峰值电流控制方式，实现恒压恒流的输出。但由于峰值电流输出过程中控制部分的延时，导致开关电流峰值过冲，影响了恒定峰值电流的控制操作，大大降低了预期的恒流输出精度。

图1所示的是一般常用的开关电源转换器100，其中102是该电路的主体部分：控制器。常用的开关电源转换器一般包括，控制器102，输入电压106，三极管112(Q1)，滤波电容器110，整流电路108，开关电流检测电阻125，二极管120，电容122，发光二极管126以及变压器130，该变压器由输入线圈116，反馈线圈118以及输出线圈128组成。

常用的恒定峰值电流控制过程如图2所示，系统接收一个非稳压的输入电压106，用以提供负载输出功率驱动元器件(例如发光二极管126)，输入电压106与整流电路108耦合后，为变压器130和三极管112(Q1)提供一个整流输入电压V_IN111。需要注意的是，V_IN111是一个一直随时间变化的直流电压。当控制器102输出到三极管112(Q1)的控制信号为高电平时，三极管112(Q1)导通，由开关电流检测电阻125感应出开关电流Is，开关电流Is不断上升至峰值电流参考Itop时，控制器102输出控制信号，使三极管112(Q1)截止，开关电流Is降低至0，Is输出效果图如图3所示。

但由于控制器102中存在一定的传输延迟，造成传输到Q1上的截止信号也有一定程度的延迟，最终导致开关电流Is会超过峰值电流参考Itop，最终达到峰值电流Imax处，如图4所示。

所以，在一般常用的开关电源转换器中，由于存在截止信号的延时，会导致输出电流发生变化，而非恒定。影响了恒定峰值电流控制的精度和系统稳定性。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种恒流输出开关电源峰值电流补偿电路，通过增加峰值补偿模块，利用峰值补偿模块修正开关电源原边电流的峰值，提高恒定峰值电流控制的精度和系统稳定性。

本实用新型所采用的技术方案是：增加峰值补偿电路，通过模拟峰值电流检测与峰值电流参考之间的关系，最终计算出峰值电流误差信号。

该电路主要包括：峰值电流参考，电容器，晶体管开关S1、S2、S3、S4，其中S1的一端连接峰值检测输出端，另一端连接电容器正极。S2一端连接电容器正极，一端连接峰值电流参考正极。S3一端连接电容器负极，一端连接峰值电流参考正极。S4一端连接电容器负极，一端连接比较器负相输入端。峰值电流参考负极接地。

开关S1、S3同时由时钟信号CK控制，开关S2、S4同时由控制，信号是CK信号的反相信号。当S1、S3导通时，S2、S4关闭。当S2、S4导通时，S1、S3关闭。

在具体实施过程中，峰值补偿电路还应该包括：峰值电流检测和比较器，比较器的正相输入端连接开关电源峰值电流信号，反相输入端连接至晶体管开关S4。将实际的开关电源峰值电流与峰值电流补偿电路产生的峰值电流补偿信号进行比较，产生控制信号，由于系统延时，最终产生一个恒定的峰值电流Is。

本实用新型的有益效果是，能够通过分析电路的峰值电流参考和峰值电流检测之间的关系，生成一个动态的峰值电流误差信号，从而获得恒定的峰值电流输出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是一般常用的开关电源转换器。

图2是常用的恒定峰值电流控制过程

图3是理想状态下的恒定峰值电流Is输出效果图

图4是由于控制器延时所造成的实际峰值电流Is输出效果图

图5是本实用新型中峰值电流补偿电路的具体描述

图6是本实用新型中峰值电流补偿电路的功能框图

图7是晶体管开关S1、S3导通状态下峰值电流补偿电路的工作模式

图8是晶体管开关S2、S4导通状态下峰值电流补偿电路的工作模式

图9是采用本峰值电流补偿电路后，恒定峰值电流Is的输出效果图