[发明专利]兼顾精度和速度的斜波注入电路和开关电源误差补偿方法

说明书

兼顾精度和速度的斜波注入电路和开关电源误差补偿方法，斜波注入电路中利用与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的充电电流为电容充电产生斜波电压，并在第一控制信号的控制下将斜波电压的电压值复位至零，能够同时实现高速和高精度；利用误差补偿模块产生与参考电压成比例的补偿电压，斜波注入电路将斜波电压减去补偿电压后作为最终斜波电压输出。将本发明应用于开关电源时，由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比无关，从而解决了传统内部集成斜波注入电路的开关电源中由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比有关而引入的输出误差问题，实现不同占空比情况下开关电源的输出电压保持恒定，消除了开关电源的输出误差。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种具有误差补偿功能的斜波注入电路，特别是一种能够兼顾精度和速度的的斜波注入电路，以及开关电源中采用本发明提出的斜波注入电路进行误差补偿的方法。

背景技术

随着技术发展，为满足市场需求，对开关电源的要求也越来越高，通常要求开关电源具有响应速度快等优点。固定导通时间的开关电源为了简化外围器件，减小输出纹波，在内部会集成斜波注入电路。如图1所示，传统内部集成斜波注入电路的固定导通时间开关电源中，斜波注入电路产生斜波电压Vripple并与参考电压Vref叠加后与开关电源输出电压Vout的反馈电压Vfb进行比较，根据比较结果进行脉冲宽度调制PWM。

但这种结构在不同的占空比情况下，注入的斜波不同，如图3所示，图3中(b)、(c)、(d)分别是三种不同占空比对应的斜波电压Vripple与参考电压Vref叠加后再与反馈电压Vfb进行比较的情况，图3中(a)是将图3中(b)、(c)、(d)三种情况画在一起的示意图，可以看出三种不同占空比对应的斜波电压Vripple不同，导致Vripple与Vref叠加的值不同，从而导致反馈电压Vfb的变化。

由于开关电源输出电压Vout＝Vfb*(R1+R2)/R1＝(Vref+Vripple)*(R1+R2)/R1，因此在不同的占空比情况下，反馈电压Vfb不同，开关电源的输出电压Vout也是不同的。可见传统的斜波注入电路会令开关电源引入输出误差，需要提出一种能够补偿输出误差的斜波注入电路。

发明内容

针对内部集成斜波注入电路的开关电源中由于斜波电压与开关电源中开关器件的工作占空比有关而引入的输出误差问题，本发明提出一种斜波注入电路，通过特殊的时序控制产生一个与开关电源中开关器件的工作占空比无关的斜波电压，并且提出利用可变充电电流为电容充电产生斜波电压，以及利用与参考电压成比例电压作为补偿电压的方式，使得本发明能够兼顾精度和速度。另外还提出一种将本发明的斜波注入电路应用于开关电源中的方案，消除开关电源的输出误差。

本发明提出的斜波注入电路技术方案为：

一种兼顾精度和速度的斜波注入电路，包括斜波电压产生模块和误差补偿模块；

所述斜波电压产生模块包括电容和充电电流产生单元，所述充电电流产生单元用于产生与开关电源输出电压和参考电压的差值相关的充电电流；所述斜波电压产生模块利用所述充电电流为所述电容充电产生电压值线性上升的斜波电压，并在第一控制信号的控制下进行复位，仅当第一控制信号从第一状态转变为第二状态时控制所述斜波电压的电压值复位至零；

所述误差补偿模块用于产生与所述参考电压成比例的补偿电压，所述斜波注入电路将所述电容上的电压减去所述补偿电压后作为最终的斜波电压。

具体的，所述斜波电压产生模块还包括时序控制单元和逻辑控制单元，所述时序控制单元用于根据所述第一控制信号产生脉冲信号，仅当所述第一控制信号从第一状态转变为第二状态时所述脉冲信号有效，否则所述脉冲信号无效；