[发明专利]一种功率运算电路、开关电源及开关电源应用系统

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种功率运算电路、开关电源及开关电源应用系统。

背景技术

在开关电源应用系统中，功率的大小会影响开关电源正常工作的可靠性，同时功率运算的正确与否也会影响开关电源应用系统的表现性能。因此需要对功率进行运算，并对运算结果进行监控，以便实现开关电源应用系统的效率最大化。在现有技术中一般是通过分离元器件来运算开关电源应用系统中的功率，但是在分离过程中由于各个元器件之间存在功率损失，使得运算结果的精度较低，而且上述方案具有非常复杂的结构，不利于开关电源应用系统的小型化。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率运算电路，可以精确、高效地运算出开关电源中功率的大小，从而为开关电源应用系统的表现性能达到最大化提供了基础，同时本发明的电路结构简单，利于开关电源应用系统的小型化；本发明的另一目的是提供一种开关电源及开关电源应用系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种功率运算电路，包括电压信号转换模块和功率运算模块，其中：

所述电压信号转换模块的输入端与第一信号模块的输出端连接，所述电压信号转换模块的输出端和所述功率运算模块的输入端连接，所述功率运算模块的输出端与监控模块连接；

所述电压信号转换模块用于将所述第一信号模块输出的电压信号转换为电流信号，以便所述功率运算模块根据所述电流信号得到功率运算结果。

优选的，所述电压信号转换模块包括第一运算放大器，电阻，第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管和电源模块，其中：

所述第一运算放大器的正端作为所述电压信号转换模块的输入端，所述第一运算放大器的负端分别与所述电阻的第一端及所述第一晶体管的第一端连接，所述第一运算放大器的第一端分别与所述第二晶体管的第一端、所述第三晶体管的第一端及所述电源模块连接，所述第一运算放大器的第二端与地连接，所述第一运算放大器的输出端和所述第一晶体管的驱动端连接，所述电阻的第二端与地连接，所述第二晶体管的第二端分别和所述第一晶体管的第二端、所述第二晶体管的驱动端及所述第三晶体管的驱动端连接，所述第三晶体管的第二端作为所述电压信号转换模块的输出端。

优选的，所述功率运算模块包括第四晶体管，第五晶体管，第六晶体管，第七晶体管，第八晶体管，第九晶体管，第一电流源，第二电流源，第二运算放大器，第三运算放大器，其中：

所述第四晶体管的第二端和所述第二运算放大器的正端连接，其公共端作为所述功率运算模块的输入端，所述第四晶体管的第一端分别与所述第五晶体管的第一端、所述第六晶体管的第一端、所述第七晶体管的第一端、所述第八晶体管的第一端及地连接，所述第四晶体管的驱动端分别和所述第八晶体管的驱动端及所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的负端分别和所述第二电流源的正极及所述第六晶体管的第二端连接，所述第二运算放大器的第一端分别和所述第一电流源的负极、所述第二电流源的负极、所述第三运算放大器的第一端及所述电源模块连接，所述第二运算放大器的第二端与地连接，所述第一电流源的正极分别与所述第五晶体管的第二端、所述第五晶体管的驱动端、所述第六晶体管的驱动端及所述第七晶体管的驱动端连接，所述第七晶体管的第二端分别与所述第三运算放大器的正端及第二信号模块的输出端连接，所述第三运算放大器的负端分别和所述第八晶体管的第二端及所述第九晶体管的第一端连接，所述第三运算放大器的输出端和所述第九晶体管的驱动端连接，所述第九晶体管的第二端作为所述功率运算模块的输出端。

优选的，所述第二晶体管和所述第三晶体管均为PMOS管，所述第一晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管、所述第八晶体管和所述第九晶体管均为NMOS管，其中：

所述PMOS管的栅极作为所述第二晶体管的驱动端和所述第三晶体管的驱动端，所述PMOS管的源极作为所述第二晶体管的第一端和所述第三晶体管的第一端，所述PMOS管的漏极作为所述第二晶体管的第二端和所述第三晶体管的第二端；