一種自適應高精度恒流電路及開關電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電路設計技術領域，特別是涉及一種自適應高精度恒流電路及開關電 源。
【背景技術】
[0002] 隨著對開關電源需求量的日益增加，對電源主控芯片的功能和性能的要求也越來 越高，在一些特別應用中，對電源主控芯片性能的要求更高；例如在LED驅(qū)動器中，要求在 全范圍交流輸入（90V/60HZ~264V/50HZ)條件下，輸出電流具有較高的精度。在全范圍交 流輸入條件下輸出高精度的電流，要求流過變壓器初級電感峰值電流的差異盡量小。為了 方便說明，假設系統(tǒng)工作在非連續(xù)模式（DCM)，在理想狀態(tài)下，變壓器初級電感電流流過開 啟的功率管后，經(jīng)采樣電阻將動作電壓傳輸?shù)诫娫粗骺匦酒腃S端（變壓器初級峰值電流 檢測端），當CS端電壓達到閾值電壓Vref_ CC后，馬上控制功率管關斷，變壓器初級峰值電 流上升斜率由如下公式?jīng)Q定：
[0004] 實際工作中，當CS端電壓達到閾值電壓Vref_CC后，電源主控芯片內(nèi)部控制信號 關斷功率管是存在延遲時間Td的，所述CS端的峰值電壓比閾值電壓Vref_cc要高。
[0008] 式中：
-內(nèi)部設定的固定峰值；Vin-交流輸入電壓經(jīng)過橋式整流電路后 的電壓值；Lp-變壓器初級電感量；η-變壓器安匝比；Ton-功率管開始開啟到主控芯片CS 端電壓達到Vpeak電壓所對應的時間；Td-在PffM發(fā)出關斷信號到功率管關斷之間的系統(tǒng) 延遲時間；Ipeak-實際的變壓器初級電感峰值電流；Iout-系統(tǒng)輸出電流；K-初級峰值電 流上升斜率；Kl-常數(shù)值，通常用控制芯片內(nèi)部設定。
[0009] 從公式⑷可以看出輸出電流受到輸入電壓、初級電感量以及系統(tǒng)延遲的影響， 而系統(tǒng)延遲對不同電源主控芯片來說，偏差是不可量化的，所以無法控制系統(tǒng)的精度，難以 保持高精度的恒流輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種自適應高精度恒流電路及開關 電源，能夠保持高精度的恒流輸出。
[0011] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種自適應高精度恒流電路，集成 在電源的主控芯片內(nèi)，包括采樣保持電路、峰值計算電路、退磁時間檢測電路、比較器、前沿 消隱電路和RS觸發(fā)器。
[0012] 所述采樣保持電路的輸入端與主控芯片的變壓器初級峰值電流檢測端連接，采樣 保持電路的輸出端與峰值計算電路的第一輸入端連接。
[0013] 所述退磁時間檢測電路的輸入端與主控芯片的輸出負載狀態(tài)調(diào)節(jié)端連接，退磁時 間檢測電路的輸出端與峰值計算電路的第二輸入端連接。
[0014] 所述峰值計算電路的輸出端與比較器的第一輸入端連接。
[0015] 所述前沿消隱電路的輸入端與主控芯片的變壓器初級峰值電流檢測端連接，前沿 消隱電路的輸出端與比較器的第二輸入端連接。
[0016] 所述比較器的輸出端與RS觸發(fā)器的R端連接。
[0017] 所述RS觸發(fā)器的輸出端用于輸出控制功率管開啟或關斷的PffM信號，RS觸發(fā)器 的S端連接PWM_0N信號。
[0018] 所述RS觸發(fā)器在功率管開啟期間，檢測比較器輸出的邏輯控制信號ocp，當主控 芯片的變壓器初級峰值電流檢測端電壓達到預設的峰值電壓使邏輯控制信號ocp翻轉(zhuǎn)時， RS觸發(fā)器輸出的PffM信號翻轉(zhuǎn)為低電平，功率管關斷；在功率管關斷期間，RS觸發(fā)器檢測 PWM_0N信號，當檢測到需要開啟功率管的PWM_0N信號時，RS觸發(fā)器輸出的PffM信號翻轉(zhuǎn)為 高電平。
[0019] 所述峰值計算電路包括放大器AU放大器A2、第一電流鏡、第二電流鏡、開關管 M1、電容C5、電容C6和傳輸門。
[0020] 所述放大器Al的同相輸入端與主控芯片內(nèi)部的基準電壓連接，放大器Al的反相 輸入端與第一電流鏡的第一輸出端連接，放大器Al的輸出端與第一電流鏡的輸入端連接， 第一電流鏡的第二輸出端分別與開關管Ml的漏極、電容C5的第一端和傳輸門連接；
[0021] 所述放大器A2的同相入端與采樣保持電路的輸出端連接，放大器A2的反相輸入 端與第二電流鏡的第一輸出端連接，放大器A2的輸出端與第二電流鏡的輸入端連接，第二 電流鏡的第二輸出端與開關管Ml的源極連接。
[0022] 所述開關管Ml的柵極與退磁時間檢測電路的輸出端連接。
[0023] 所述傳輸門分別與電容C6的第一端和比較器的第一輸入端連接。
[0024] 所述電容C5和電容C6的第二端均接地。
[0025] 所述第一電流鏡包括N溝道結(jié)型場效應晶體管M2、P溝道結(jié)型場效應晶體管M3、 P溝道結(jié)型場效應晶體管M4和電阻R6, N溝道結(jié)型場效應晶體管M2的柵極與放大器Al的 輸出端連接，N溝道結(jié)型場效應晶體管M2的源極與放大器Al的反相輸入端連接，N溝道結(jié) 型場效應晶體管M2的源極通過電阻R6接地，N溝道結(jié)型場效應晶體管M2的漏極與P溝道 結(jié)型場效應晶體管M3的源極連接，P溝道結(jié)型場效應晶體管M3的柵極分別與P溝道結(jié)型 場效應晶體管M3的源極和P溝道結(jié)型場效應晶體管M4的柵極連接，P溝道結(jié)型場效應晶 體管M3和P溝道結(jié)型場效應晶體管M4的漏極均接電源，P溝道結(jié)型場效應晶體管M4的源 極分別與開關管Ml的漏極、電容C5的第一端和傳輸門連接。
[0026] 所述第二電流鏡包括N溝道結(jié)型場效應晶體管M5、P溝道結(jié)型場效應晶體管M6、 P溝道結(jié)型場效應晶體管M7、N溝道結(jié)型場效應晶體管M8、N溝道結(jié)型場效應晶體管M9和 電阻R7, N溝道結(jié)型場效應晶體管M5的柵極與放大器A2的輸出端連接，N溝道結(jié)型場效應 晶體管M5的源極與放大器A2的反相輸入端連接，N溝道結(jié)型場效應晶體管M5的源極通過 電阻R7接地，N溝道結(jié)型場效應晶體管M5的漏極與P溝道結(jié)型場效應晶體管M6的源極連 接，P溝道結(jié)型場效應晶體管M6的柵極分別與P溝道結(jié)型場效應晶體管M6的源極和P溝 道結(jié)型場效應晶體管M7的柵極連接，P溝道結(jié)型場效應晶體管M6和P溝道結(jié)型場效應晶 體管M7的漏極均接電源，P溝道結(jié)型場效應晶體管M7的源極分別與N溝道結(jié)型場效應晶 體管M8的漏極、N溝道結(jié)型場效應晶體管M8的柵極和N溝道結(jié)型場效應晶體管M9的柵極 連接，N溝道結(jié)型場效應晶體管M8和N溝道結(jié)型場效應晶體管M9的源極均接地，N溝道結(jié) 型場效應晶體管M9的漏極與開關管Ml的源極連接。
[0027] -種開關電源，包括上述自適應高精度恒流電路。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在PffM信號控制功率管開啟期間，檢測主控芯片的 CS端電壓，當該電壓達到峰值時，主控芯片的PffM端發(fā)出關斷信號，同時通過采樣保持電路 采樣CS端到達的峰值電壓，然后通過采樣到的CS端的峰值電壓和退磁時間計算出功率管 下一開周期的CS端的峰值電壓，從而形成一個負反饋，自動調(diào)節(jié)CS端的峰值電壓，這樣變 壓器初級電感峰值電流就不再受到變壓器初級電感量Lp、交流輸入電壓經(jīng)過橋式整流電路 后的電壓值Vin、PWM發(fā)出關斷信號到功率管關斷之間的系統(tǒng)延遲時間Td的影響，從而實現(xiàn) 高精度恒流恒功率的自適應補償。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明一種自適應尚精度丨旦流電路的一種實施例的不意圖；
[0030] 圖2為電源的主控芯片的外圍電路的一種實施例的示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明中峰值計算電路的一種實施例的示意圖