[发明专利]一种电流模式控制的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术，特别涉及电流模式控制的开关电源斜率补偿技术。

背景技术

由于电流模式控制电路具有防止推挽变压器偏磁，对输入电压变化响应快，反馈环路设计简单，能够改善负载电流调整率等优点，如今电流控制技术被大家认同并得到广泛应用。但是，电流模式控制电路存在对输出电感电流扰动的响应问题。当功率器件上驱动信号的占空比小于50%时，扰动信号被衰减；但是，当功率器件上驱动信号的占空比大于50%时，扰动信号被放大，从而引起振荡。

解决上述问题的方法是，在误差放大器的输出叠加一个斜率为-k（k>0，单位V/μs）的补偿电压。传统斜率补偿电压的取值来源于两个地方：第一，取电路的振荡器输出电压，得到一个固定斜率的补偿值；第二，取功率器件源极的采样电阻上的电压，得到一个与电源电压和电感值相关的斜率补偿值。但是，最小斜率补偿值应该满足经过换算得到其中m₁（m₁>0，单位为A/μs）为电感电流上升斜率，m₂（m₂>0，单位为A/μs）为电感电流下降斜率绝对值，R_S为电感电流的采样电阻阻值，D为功率器件上驱动信号的占空比。可见，斜率补偿值-k是一个与m₁和m₂都相关的值，并且m₁和m₂都是随电路的变化而变化的。传统的斜率补偿值是与m₁和m₂均无关的固定值，或者只与m₁相关的值，并且还会在占空比小于50%的时候引入补偿。所以，传统的斜率补偿方式会有补偿过度，或者补偿不足的情况出现。

发明内容

为了克服传统的斜率补偿会补偿过度，或补偿不足的缺点，本发明提出了一种电流模式控制的开关电源，采用最小斜率补偿电路进行斜率补偿，不但使补偿最小，并且随电路参数的变化保持最小补偿。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种电流模式控制的开关电源，包括RS锁存器、比较器、误差放大单元，斜率补偿单元、功率器件、驱动单元和电感，所述RS锁存器S端连接PWM信号，Q端连接驱动单元，所述比较器输出端连接RS锁存器的R端，比较器输入端分别连接采样电压和斜率补偿单元输出的补偿电压V_cp，所述误差放大单元输入端分别连接参考电压和输出电压的分压，所述功率器件通过电感与电源电压连接，其特征在于，还包括第一补偿信号计算单元和第二补偿信号计算单元，所述第一补偿信号计算单元和第二补偿信号计算单元分别与斜率补偿单元的两个输入端连接，所述第一补偿信号计算单元输出电压V₁=m₁R_St，所述第二补偿信号计算单元输出电压所述补偿电压其中，m₁为电感电流上升斜率，m₂为电感电流下降斜率绝对值，R_S为电感电流的采样电阻阻值；V_EAO为误差放大单元输出电压；t为时间；V_O为开关电源输出电压，V_IN为电源电压。

具体的，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管或场效应晶体管。

进一步的，所述第一补偿信号计算单元和第二补偿信号计算单元由集成电路构成。

具体的，所述集成电路采用BiCMOS工艺制作。

具体的，所述集成电路采用BCD工艺制作。

本发明的有益效果是：所需的斜率补偿最小，不会补偿过度，或补偿不足；可以时刻自动调整斜率补偿值，并且斜率补偿值可以随外部电路参数的变化而自动调整，不受外部电路参数影响，不需针对不同参数的电路进行重复设计，具有普遍适用性；当占空比小于50%时，不会引入斜率补偿；补偿值小，负载能力强，负载调整率高，可工作在连续和断续模式；负载大范围变化时，补偿值随之变化，保持电路稳定；适合集成，兼容BCD工艺和BiCMOS工艺。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的一种实施电路图；

图2是图1中误差放大单元的电路图；

图3是图1中第一补偿信号计算单元的电路图；

图4是图1中第二补偿信号计算单元的电路图；

图5是图1中斜率补偿单元的一种实现方式。

具体实施方式