[发明专利]采用电压前馈技术的开关电源控制电路

说明书

本发明提供一种开关电源控制电路，其还包括：峰值比较器，其第一输入端与采样端相连，第二输入端与第一阈值电压相连，所述采样端与检测电阻的一端相连，在第二输入端的电压大于等于第一阈值电压时输出关断控制信号；压控延迟单元，其输入端与峰值比较器的输出端相连，其对峰值比较器输出的关断控制信号延迟第一时长后输出，所述第一时长与所述采样端的电压的上升速度有关。这样，运用受控延迟单元来实现峰值电流控制的输入电压前馈，无需增加了管脚，降低了系统复杂度和成本。

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，尤其涉及一种采用电压前馈技术的开关电源控制电路。

背景技术

在现代开关电源系统中，开关电源控制电路中一般都包含了峰值电流限制模块。峰值电流限制模块的引入，加强了系统的可靠性，降低了对元器件的要求，使得系统输出的可控性得到提高。

现有的峰值电流限制模块是这样工作的：系统通过电流检测装置实时检测系统电流，并与设定值比较，如果系统电流小于设定值，则允许电流继续增加；如果系统电流大于设定值，则输出控制信号驱动功率管关闭。如图1所示，在功率管100开启期间，电感电流在输入电压作用下逐渐上升，检测电阻Rs上的电压CS跟随上升。当CS电压上升到阈值电压Vth时，比较器101发出关断控制信号给驱动器件102，驱动器件102按照关断控制信号关闭功率管100。

准确的峰值电流限制提高系统可靠性的同时，减少了系统参数的离散性，从而简化了系统设计，提高了系统对环境和元器件参数变化的适应性。

在上述方案中,系统设计的初衷是按照下式控制峰值电流：

在峰值电流计算式(1)，忽略了控制单元的延迟对峰值电流的影响。在功率管100开启期间，CS电压逐渐上升，当电压上升到阀值电压Vth时，比较器101的输出从高变低，驱动器件102接受到输入信号的变化后开始把GATE电压也从高电平拉到低电平。在这个过程中，比较器101本身有延迟，驱动器件102也有延迟。在延迟的这段时间内，功率管100的栅极电压还没有来得及改变，功率管依然开启，峰值电流会继续增加，直到功率管100栅极电压被拉低关闭为止。设系统延迟时间为T_D，

其中，Vline是输入电压；T_D是系统延迟时间；Lpri变压器初级线圈的电感量；在峰值电流计算式(2)中，第一部分是系统控制目标数值，第二部分是系统延迟引起的峰值电流偏离控制目标的数值。当输入电压变化范围非常大时，系统延迟引起的峰值电流的偏离量也非常大，以交流/直流转换器(AC/DC)为例，通常要求宽范围输入电压范围，85AC到265AC，输入直流电压变化范围达250V，按照图1的电路，峰值电流在不同输入电压下将发生很大的变化。因此，有必要引入电压前馈功能来补偿输入电压变化对峰值电流的影响。如图2，在系统运行期间，VDD电压基本保持恒定，流过电阻206的电流为由于Vline远大于Vdd，该电流可以近似为在控制器内部通过放大该电流并把这个电流和现有的阀值电压叠加，产生新的阀值电压来控制峰值电流。这样峰值电流就变成：

由公式(3)可见，要在不同输入电压下获得相等的峰值电流，必须调节外部电路使得等于也就是说当外部电感量Lpri发生变化或者外部电流取样电阻Rcs发生变化的时候，都必须调节补偿系数k。在图2中，调节补偿系数k就是调节启动电阻206，这将影响系统的启动时间和待机功耗。此外，在现有技术中，为了实现电压前馈，增加了一个管脚Vin，不可避免的增加了系统复杂度和成本。

因此，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电源控制电路，其可以克服电路延迟带来的问题。