[发明专利]一种开关电源控制芯片的补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种前馈补偿电路，尤其涉及一种开关电源控制芯片的补偿电路。

背景技术

随着电子技术的发展，开关电源被广泛的应用于各种电子产品中。而且，随着开关电源效率的提高、体积的减小、成本的降低等利好因素的发展，开关电源被越来越广泛的应用到电子产品中。在实际应用中，不仅需要控制开关电源的输出电压，也常常要求控制开关电源的输出电流，比如控制开关电源输出恒定的电流以驱动LED、手机充电器、AC/DC电源适配器和移动设备的备用电源等。

目前，开关电源通常采用反激型以输出恒定的电流，最常见的是开关电源中采用控制芯片、变压器、功率管等部件形成的反激式拓扑结构，参见图1所示，其为现有技术中开关电源充电器的电路图。功率管关闭时，变压器上初级电感上的能量向次级传递，因而输出电压的检测只能发生在次级二极管的消磁时间内。输出电压经过变压器次级绕组和辅助绕组的耦合及各电阻分压后通过反馈端送往控制芯片内部，进而控制功率管的导通时间和工作频率，以实现恒压恒流功能。恒流芯片实现恒流功能的具体公式为：

其中Iout为系统的输出电流；Np/Ns为变压器主次边匝比；TDS为次级二极管的消磁时间；T为工作周期；Ip为功率管的峰值电流（即过流保护点）。对于既定的系统，Np/Ns为常量。可见，为了保证开关电源恒流输出（即Iout恒定），只需要保证消磁时间占空比TDS/T和功率管的峰值电流Ip恒定即可。通过开关电源中控制芯片里的PWM&PFM模块和消磁时间采样模块可实现TDS/T恒定，所以如果能使Ip恒定即可实现Iout恒定。由于功率管Q1关断存在一定的延时，假设这段延时时间为Δt。当功率管发射极电流上升到设定的过流保护点Ip，控制芯片检测到后并经过逻辑处理，最终在延时Δt时间后，功率管Q1关断。但是在Δt时间内，由于功率管Q1继续导通，实际的发射极电流会继续上升。到功率管Q1关断时，实际的发射极电流Ip1应该为：Ip1=Ip+ΔIp （3）

即实际的输出电流应该为：

其中

VIN为系统输入交流电整流后的线电压，Lp为主边电感量，对于特定的控制芯片，延时时间Δt可视为常量，可见，ΔIp会跟随线电压VIN以及主边电感量Lp的变化而变化，以致恒流输出效果不理想。针对该情况，当前业界普遍做法如图2所示，在开关电源的系统中通过增加R5和R8，以实现加入一路与线电压VIN成正比的补偿电流进行补偿，从而实现开关电源的恒流输出。但这种补偿方式是基于系统主边电感量Lp固定的前提下，通过产生一路与VIN成正比的补偿电流Icomp来实现补偿。但是在实际的生产中，相同型号产品的变压器因不同个体的差异，其主边电感量Lp必然会存在偏差。实际上其偏差可能达到±20%。因此在开关电源产品批量生产过程中必然会存在由于电感量Lp的差异性以致上述前馈方案的恒流效果不理想。

可以理解的是，本部分的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术开关电源输出的恒定电流的恒流效果不够理想的缺陷，提供一种开关电源控制芯片的补偿电路以使控制芯片控制开关电源输出精确度较高、稳定性较好的恒定电流。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种开关电源控制芯片的补偿电路，其包括：充电电流产生模块，用于产生与所述控制芯片的峰值比较电压V_OCP成正比的充电电流信号I₁，充电电流产生模块的输入端接控制芯片的峰值比较电压V_OCP的输出端；

与充电电流产生模块的输出端连接的补偿电压产生模块，用于产生与开关电源中功率管的导通时间T_ON成反比且与充电电流产生模块输出的所述充电电流信号成正比的补偿电压信号；

补偿电流产生模块，用于将所述补偿电压信号转换成补偿电流信号I_FF以对控制芯片进行前馈补偿，且用于产生反馈电流I₄反馈至所述补偿电压产生模块以防止补偿电压产生模块产生正反馈，其中，补偿电流信号I_FF与V_IN/L_P成正比，V_IN为外部输入的线电压，L_P为开关电源中变压器的主边电感量，反馈电流I₄与补偿电流信号I_FF成正比。