[发明专利]一种电压采样电路、电源控制芯片及开关电源

说明书

本发明涉及电压采样技术领域，提供了一种电压采样电路，包括控制模块和采样保持模块；所述控制模块的第一输入端连接电压采样点，所述控制模块的第二输入端与所述采样保持模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所述采样保持模块的控制端连接；所述采样保持模块的输入端与所述电压采样点连接，输出端作为电压采样电路的输出端。本发明解决了电压采样的包络问题，提高了电压采样精度和开关电源的恒压恒流精度。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种电压采样电路、电源控制芯片以及开关电源。

背景技术

开关电源是一种用于将市电通过变压器转换为恒定的电压和电流输出的电能转换装置，广泛地应用于电力、通讯、消防等行业中，一般要求较高的恒压恒流精度以及很好的稳定性能。在现有技术中，开关电源通过内部的电压采样电路的电压反馈引脚采样反馈线圈的电压值，然后根据采样得到的电压值控制三极管的工作频率和导通的占空比，从而达到调整次级绕组的输出电压的效果。

图1为现有三绕组反激式开关电源的电路结构图，其中Vdc是市电经过整流滤波后得到的直流电压。Vdc通过启动电阻R1给电容C1充电。电源控制芯片上的VDD电压开始上升，当VDD电压达到电源控制芯片设定的开启阈值后，电源控制芯片启动并发出使能信号，打开三极管Q，直流电压Vdc给初级绕组NP充电；检流电阻R4上的电流随着初级绕组NP上的电流上升而上升；电源控制芯片通过电流输入端CS检测初级绕组NP上的电流，当初级绕组NP上的电流超过设定的峰值时，所述电源控制芯片发出关闭信号，关闭三极管Q。

三极管Q关闭后，初级绕组上的能量由初级绕组NP传递给次级绕组NS。次级绕组NS向C2充电并给负载Vout供电，同时通过辅助绕组NA进行反馈，此时二极管D1正向导通，辅助绕组NA给VDD供电，并通过电阻R2、R3反馈到电源控制芯片的电压反馈引脚VFB上。电源控制芯片通过VFB检测次级绕组NP上的电流由峰值降到0的时间，以及负载Vout反馈回来的电压变化，调整三极管Q的工作频率，以及打开三极管Q的时刻，发出使能信号打开Q。

图2为开关电源的各物理量的时序图。如图2所示，在Ton阶段三极管Q导通，初级绕组NP的电流逐渐增大，达到峰值后，三极管Q关闭，初级绕组NP上的能量递到次级绕组NS，并反馈到电源控制芯片的VFB脚上。当检测到VFB电压超过电压阈值后，电压采样电路延时一段时间后开始跟随VFB电压。当检测到消磁结束(次级绕组的电流为零)时，电压采样电路结束对VFB电压的跟随，并保持次级绕组输出消磁结束时的电压。其中，T表示电源控制芯片的一个工作周期，Ton表示三极管Q开启阶段，Tds1表示采样阶段，Tds2表示采样保持阶段，Tds1末端表示消磁结束。从图2可见，在消磁时间内负载Vout的电压变化较大，电压采样电路输出的采样保持电压具有很大的包络，无法真实反映出Vout电压的变化，采样准确度较低，进而影响了电源控制芯片计算三极管Q的工作频率的精度，开关电源的恒压恒流精度欠佳。

发明内容

本发明提供一种电压采样电路、电源控制芯片以及开关电源，以解决电压采样的包络问题，提高电压采样精度。

本发明的是这样实现的，一种电压采样电路包括：控制模块和采样保持模块；

所述控制模块的第一输入端连接电压采样点，所述控制模块的第二输入端与所述采样保持模块的输出端连接，所述控制模块的输出端与所述采样保持模块的控制端连接；

所述采样保持模块的输入端与所述电压采样点连接，输出端作为电压采样电路的输出端；

在每一个工作周期中，所述控制模块用于根据所述电压采样点的电压判断所述电压采样点的电压处于可采样阶段时，控制所述采样保持模块进入采样阶段，以及在根据所述电压采样点的电压和所述采样保持模块输出的采样保持电压判断所述电压采样点的电压处于拐点时，控制所述采样保持模块结束采样阶段并进入非采样阶段；

所述采样保持模块用于在采样阶段时采样所述电压采样点的电压，在非采样阶段和下一工作周期的采样阶段输出本周期的采样保持电压。