[发明专利]采样装置和具其的开关电源管理芯片及充电器

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种用于开关电源管理芯片的采样装置和具有该采样装置的开关电源管理芯片以及具有该开关电源管理芯片的充电器。

背景技术

如今的小功率开关电源充电器通常会采用开关电源管理芯片来得到恒定的输出电压。如图1所示，现有的开关电源管理芯片IC通常采用初级控制的方式来实现对输出电压的控制，即，现有的开关电源管理芯片IC通过变压器的次级绕组和辅助绕组之间的电压耦合来对输出电压进行检测和采样，并且根据采样所得的电压来控制功率三极管Q1的开关，从而调整输出功率的大小，以得到恒定的输出电压。其中，当功率三极管Q1导通时，交流输入电压会给初级电感充电，而当功率三极管Q1关断时，初级电感上的能量会向次级传递。因此，开关电源管理芯片IC对输出电压的检测和采样只能发生在次级的消磁时间（简称TDS）内。同时，输出电压的采样一旦结束，采样所得的电压将通过电容一直保持到下一次输出电压的采样周期的开始。

目前，输出电压的检测与采样通常在功率管关断后的一段固定长度的延时时间内进行，并且在消磁结束时结束。然而，当开关电源管理芯片工作在脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）模式时，开关电源管理芯片的功率管的导通峰值电流（简称IPK）会随着负载的变化而变化，进而导致次级的消磁时间TDS也发生相应的变化，即，负载越大，则导通峰值电流越大，进而次级的消磁时间TDS也越长。同时，在功率管关断时，漏感效果会导致输出电压的反馈波形出现震荡毛刺，并且该震荡毛刺与功率管输出能量有关，即，峰值电流越大，则功率管输出的能量越大，进而反馈波形的震荡毛刺越严重。如图2所示，输出电压的检测与采样是在功率管关断后固定的一段固定长度的延时时间内进行的。因此，当功率管的导通峰值电压IPK较大时，输出电压的采样极有可能会采到震荡波形，进而导致开关电源管理芯片无法将电压控制在恒定值。

如图3所示，为现有的开关电源充电器的输出电压的采样装置的示意图。如图3所示在消磁的过程中，延时时间是固定的。因此，在次级二极管上会存在一定的压降，而压降的大小是与通过次级二极管的电流的大小直接相关的，即，在变压器消磁结束时，输出二极管的两端电压差最小。对于目前所采用的输出电压的检测和采样方式，次级二极管的压降会使得采样的输出电压出现误差，即，采样的输出电压的平均值会高于输出电压的实际反馈值。同时，导通峰值电流IPK越大，次级的消磁时间TDS就越长，则输出电压的采样时间也越长，这样的采样方式所得到的平均输出电压将进一步地大于该输出电压的实际反馈值。因此，在不同负载的情况下，采样电压的偏差将很大程度上地降低开关电源管理芯片的输出负载调整效果，进而降低小功率开关电源充电器的输出电压的恒压精度。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于开关电源管理芯片的采样装置，以提高开关电源管理芯片的采样的抗干扰能力，并提高输出电压的恒压精度。

本发明实施例的第一方面提出一种用于开关电源管理芯片的采样装置，包括：可变延时产生模块，用于根据次级消磁时间TDS生成第一延时时间；消磁结束判断模块，用于判断次级消磁是否结束并生成消磁结束信号；第一采样模块，用于根据该第一延时时间和该消磁结束信号生成第一采样信号；以及第二采样模块，用于根据第一延时时间和该第一采样信号生成第二采样信号。

在本发明的实施例中，该采样装置具有以下两方面的技术效果：

首先，可变延时产生模块生成第一延时时间，而该第一延时时间是根据次级的消磁时间TDS变换的，这就使得第一采样模块避免了采到震荡毛刺的问题，进而有效地降低了不同的次级消磁时间TDS所带来的采样时间的偏差，提高了开关电源管理芯片的采样抗干扰能力。

其次，本发明实施例的采样装置在设置了第一采样模块之后，又设置了第二采样模块。该第二采样模块根据第一延时时间和第一采样信号生成第二采样信号，使得最终得到的处理信号跟随消磁结束点的反馈电压，进而提高输出电压的恒压精度。

在本发明的一个具体实施例中，该第一采样模块包括：第一脉冲生成子模块、第一触发器子模块和第一采样子模块。其中，第一脉冲生成子模块用于根据该第一延时时间生成第一脉冲信号；第一触发器子模块与第一脉冲生成子模块和消磁结束判断模块相连，并用于根据第一脉冲信号和消磁结束信号生成第一脉冲序列；第一采样子模块与第一触发器子模块相连，并用于根据第一脉冲序列进行采样以生成该第一采样信号。