[发明专利]一种开关电源功率补偿电路及电源芯片

说明书

技术领域

本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种开关电源功率补偿电路及电源芯片。

背景技术

目前，在开关电源中，由于交流输入电压的范围通常在85VAC～265VAC之间变动，并且控制系统存在一定延迟，以致在不同的输入电压下，最大输出功率会有很大偏差，不利于精确控制。

以反激式开关电源为例，图1示出了现有的反激式控制开关电源最大输出功率电路的结构，其中包括：振荡器11、逻辑控制器12、驱动电路13、比较器14、变压器T1、第一开关管HN1、二极管D1、电容C1、电阻R1以及电阻R2；

振荡器11的输出端与逻辑控制器12的输入端连接，逻辑控制器12的输出端与驱动电路13的输入端连接，驱动电路13的输出端与第一开关管HN1的控制端连接，第一开关管HN1的输出端通过电阻R2接地，第一开关管HN1与电阻R2的连接端与比较器14的正向输入端连接，比较器14的反向输入端与外部基准单元15连接，比较器14的输出端与逻辑控制器12的控制端连接，第一开关管HN1的输入端与变压器T1初级线圈Np的同名端连接，变压器T1初级线圈Np的异名端为开关电源电路的输入端V_in与外部交流电源连接，变压器T1次级线圈Ns的异名端接地，变压器T1次级线圈Ns的同名端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极通过电容C1接地，电阻R1与电容C1并联，电阻R1与二极管D1连接的一端为开关电源电路的输出端V_out输出功率。

振荡器11通过逻辑控制器12和驱动电路13控制第一开关管HN1导通，当第一开关管HN1导通时，变压器T1初级线圈Np上的电流线性上升，初级线圈Np与磁芯形成的电感存贮能量，此时输出功率靠电容C1维持。

当电阻R2端的电压上升到基准电压Vref时，比较器14翻转，通过逻辑控制器12和驱动电路13控制第一开关管HN1关断。当第一开关管HN1关断后，次级线圈Ns上的电流线性下降，通过二极管D1、电容C1整流滤波后释放能量给输出负载R1，保证所需功率。

输出功率的公式为：其中Lp为变压器T1初级线圈与磁芯形成的初级电感值，Ip为初级电感上的电流峰值，f为开关频率，并且Ip＝Vref/R2。

由于现有开关电源电路存在传输延迟和开关延迟，因此当电阻R2上的电压值达到Vref时，第一开关管HN1还需要一段时间之后才能关断，使得Ip略大于预设的峰值电流，而输出功率P_out与Ip成平方成正比关系，因此输出功率P_out变化会更大。

目前对于反激式开关电源的补偿，其一是采用输入电压V_in采样补偿，即根据V_in的变化来调整流入电阻R2的电流或者是调整Vref的电压值，以消除延迟对Ip产生的影响。但是，这种方法会增加控制芯片的引脚，同时也会降低效率。

其二是利用负反馈环路来控制初级电感峰值电流的大小进行补偿。但是此方法环路的增益比较小，仍然会导致设计值和实际值存在一定的偏差，而且采样的时间点不容易控制，同样会产生偏差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种开关电源功率补偿电路，旨在解决现有功率补偿电路引脚多、效率低、补偿效果差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种开关电源功率补偿电路，所述功率补偿电路与外部基准单元以及开关电源电路的采样输出端和反馈控制端连接，所述功率补偿电路包括：

采样逻辑单元，所述采样逻辑单元的输入端与所述开关电源电路的采样输出端连接，用于根据逻辑控制信号生成采样控制信号；

采样保持单元，所述采样保持单元的控制端与所述采样逻辑单元的输出端连接，所述采样保持单元的输入端与所述开关电源电路的反馈控制端连接，用于以所述采样控制信号为时钟对由所述开关电源电路中初级电感峰值电流生成的采样电压进行采样处理，输出采样处理信号；

运放单元，所述运放单元的正向输入端与所述基准单元连接，所述运放单元的反向输入端与所述采样保持单元的输出端连接，用于将所述采样处理信号与所述基准单元生成的基准信号进行误差放大，输出误差放大信号；

储能单元，所述储能单元的输入端与所述运放单元的输出端连接，所述储能单元的输出端接地，用于根据所述误差放大信号进行充电或放电，以调节所述误差放大信号的电压；