專利名稱：誤差放大器、控制器和原邊反饋控制ac/dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種誤差放大器，使用該誤差放大器的控制器以及使用該控制器的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器以其低成本和小體積等特點，在小功率開關(guān)電源適配應(yīng)用領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)的副邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的典型電路。該電路主要包括變壓器10，功率開關(guān)管20，次級整流ニ極管40，輸出電容45和控制器70?？刂破?0將由變壓器10的輔助繞組通過整流ニ極管60供電。輸出電壓通過變壓器10的輔助繞組反饋到控制器70的一側(cè)，然后通過分壓電阻50和51，由FB腳檢測處理。電阻30檢測流經(jīng)功率開關(guān)管20的電流。圖2是圖1的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器工作時對應(yīng)的節(jié)點電壓與電流波形圖。 在每個周期的開始，控制器70打開功率開關(guān)管20，變壓器10的原邊繞組的電感的電流Ip 開始以某一固定上升斜率増大，當電流IP増大到使得電壓Vcs超過控制器70的內(nèi)部比較器的參考電壓VREFl吋，功率開關(guān)管20將關(guān)閉，此時輸出繞組中電流Is將從某一峰值電流開始下降，直到電流下降為0。在電流下降到某ー設(shè)定值時(如峰值電流的1/3處)，控制器70通過分壓電阻對變壓器10的原邊輸入電壓Vaux進行采樣，此時輸出電壓滿足以下關(guān)系V0 =Vs-Vf =Vaux^-Vf(1)其中Vfb為控制器70的FB腳的電壓值，Rtl與隊是FB腳側(cè)的分壓電阻，Ns與Na分別是變壓器10的副邊輸出繞組和輔助反饋繞組匝數(shù)，Vf是輸出整流ニ極管40的正向壓降。 控制器70可以根據(jù)FB腳采樣到的Vfb電壓判斷輸出電壓的高低，從而調(diào)節(jié)輸出PWM波形的占空比，使得輸出電壓穩(wěn)定在某ー預(yù)先設(shè)定值上。從式子1看出，輸出電壓精度主要由控制器70內(nèi)部產(chǎn)生的誤差Vfb和外圍電路誤差決定。該外圍電路誤差包括電阻比例，變壓器匝數(shù)比和ニ極管正向壓降。為了保證高生產(chǎn)良率，必須盡量減小控制器內(nèi)部產(chǎn)生的誤差。圖3是圖1的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的控制器的原理框圖。控制器主要包括采樣/保持模塊100，誤差放大器101，斜坡電壓波形產(chǎn)生器102，比較器103，峰值電流比較器104，觸發(fā)器105和驅(qū)動電路106。圖4示出了誤差放大器101的輸出電壓Vea與原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)管20的開關(guān)周期的關(guān)系T(Vea) = fT (Vea) (2)其中fT()為由原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性和輸出精度共同決定的函數(shù)。 從圖4看出工作周期T是誤差放大器101的輸出電壓Vea的單調(diào)遞增函數(shù)，即誤差放大器 101的輸出電壓Vea越大系統(tǒng)工作周期越大。由于功率開關(guān)管20的開關(guān)頻率f= 1/T，所以開關(guān)頻率f是誤差放大器101的輸出電壓Vea的單調(diào)遞減函數(shù)，即誤差放大器101的輸出電
3壓Vea越大開關(guān)頻率f越小。圖5是現(xiàn)有技術(shù)的誤差放大器的電路原理圖，該電路由跨導(dǎo)放大器10，直流電阻 11組成，其輸出電壓增益為A = gmXR0 (3)當圖1所示的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定吋，工作于斷續(xù)電流模式(DCM)，由變壓器10輸送到輸出的能量為Pt =η(-LpIp2J) (4)其中，η是原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的能量的轉(zhuǎn)換效率，Lp是變壓器10的初級電感量，Ip是電感Lp的峰值電流，f是開關(guān)頻率，通常η，Ip, Lp均可看作常數(shù)。輸出功率為Pout = V0XI0 (5)其中\(zhòng)為輸出電壓，Itj為輸出電流，當Pott > Pt時輸出電壓將下降，Pott < Pt時輸出電壓將上升，只有當Pot = Pt時輸出電壓才穩(wěn)定不變。當圖3所示的控制器工作吋，采樣/保持模塊100從FB腳采樣到電壓VH，如果Vh 小于VKEF1，工作于恒流輸出模式。如果Vh大于參考電壓Vkefi，則工作于輸出恒壓模式，此時圖5的誤差放大器的輸出電壓
權(quán)利要求
1.一種誤差放大器，其特征在干，包括跨導(dǎo)運算放大器，所述跨導(dǎo)運算放大器的同相輸入端接收輸入采樣電壓，所述跨導(dǎo)運算放大器的反相輸入端接收參考電壓；求和模塊，所述求和模塊的第一輸入端經(jīng)直流通路與所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端相連以接收所述跨導(dǎo)運算放大器的直流輸出，所述求和模塊的第二輸入端經(jīng)交流通路與所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端相連以接收所述跨導(dǎo)運算放大器的交流輸出，所述求和模塊的輸出端為所述誤差放大器的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誤差放大器，其特征在干，所述直流通路包括第一選通開關(guān)和第一電容，所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端包括所述跨導(dǎo)運算放大器的第一輸出端和所述跨導(dǎo)運算放大器的第二輸出端，其中所述第一選通開關(guān)連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的第一輸出端和所述求和模塊的第一輸入端之間，所述第一電容連接到所述求和模塊的第一輸入端和地之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的誤差放大器，其特征在干，所述第一選通開關(guān)僅在選通信號為高電平時導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的誤差放大器，其特征在干，所述交流通路包括連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的第二輸出端和地之間的第一交流電阻，所述求和模塊的第二輸入端連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的第二輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誤差放大器，其特征在干，所述直流通路包括反相器、第二選通開關(guān)和第二電容，其中所述反相器的輸入端接收選通信號、所述反相器的輸出端輸出所述選通信號到所述第二選通開關(guān)，所述第二選通開關(guān)連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端和所述求和模塊的第一輸入端之間，所述第二電容連接到地和所述求和模塊的第一輸入端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的誤差放大器，其特征在干，所述第二選通開關(guān)僅在所述反相器的輸入端接收的選通信號為低電平時導(dǎo)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誤差放大器，其特征在干，所述交流通路包括連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端和地之間的第二交流電阻和第三選通開關(guān)，所述求和模塊的第二輸入端連接到所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誤差放大器，其特征在干，所述第三選通開關(guān)僅在選通信號為高電平時導(dǎo)通。
9.一種控制器，其特征在干，包括權(quán)利要求1-8中任意一項所述的誤差放大器。
10.一種原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在干，包括權(quán)利要求9所述的控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種誤差放大器，使用該誤差放大器的控制器以及使用該控制器的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器。該誤差放大器包括跨導(dǎo)運算放大器和求和模塊。所述跨導(dǎo)運算放大器的同相輸入端接收輸入采樣電壓，反相輸入端接收參考電壓。所述求和模塊的第一輸入端經(jīng)直流通路與所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端相連以接收所述跨導(dǎo)運算放大器的直流輸出，所述求和模塊的第二輸入端經(jīng)交流通路與所述跨導(dǎo)運算放大器的輸出端相連以接收所述跨導(dǎo)運算放大器的交流輸出。實施本發(fā)明的誤差放大器，使用該誤差放大器的控制器以及使用該控制器的原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器，在保持原邊反饋控制AC/DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性的同時提高電壓輸出精度。
文檔編號H03F3/45GK102545808SQ20121001406
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者朱建培 申請人:輝芒微電子(深圳)有限公司