[发明专利]一种线电压补偿电路

说明书

技术领域

本发明属于半导体电路技术领域，具体涉及一种开关电源线电压补偿电路。

背景技术

应用于LED驱动和充电器的开关电源广泛采用峰值电流控制方式来实现恒流输出。但由于峰值电流控制有延时的影响，在不同线电压下，输出电流值不相同，从而恒流精度较差。

线电压补偿电路可以通过采样不同的线电压得到相应补偿电流来实现恒流。

参照图1，为带线电压补偿电路的开关电源电路结构图。开关电源包括开关控制器110、变压器111、功率管Q1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、电流采样电阻R3、副边整流管D1、输出电容C1、输出电阻R5。

其中，所述开关控制器110包括：线电压补偿电路106、过流比较器107、开关控制电路108、驱动电路109、补偿电阻R4。线电压补偿电路106包括：采样电流电路104、电流镜电路105。变压器111包括：原边绕组101、次级绕组102、辅助绕组103。图1中，各绕组上的黑点标识各绕组的同名端。

图1中，当功率管Q1导通时，原边绕组101电压等于Vin。通过变压器耦合作用，辅助绕组103电压等于-Vin×（Np/Na）。线电压补偿电路106强制将电压反馈信号FB电压钳位到0V，那么流过第一分压电阻R1的电流为（-Vin×（Np/Na））/R1。采样电流电路104采样到R1的电流，通过电流镜电路105传输给补偿电阻R4，产生补偿电压Vr4。补偿电压加上电流采样电阻R3的电流采样电压Vcs等于Vcs1。当Vcs1等于Vref时，过流比较器107输出过流信号，通过开关控制电路108和驱动电路109控制功率管Q1关闭。由于开关控制电路108和驱动电路109有延时，较高线电压通过电流采样电阻R4的电流相对更大，而较低线电压流过电流更小。

补偿电压Vr4根据线电压的大小变化也会随之变化。较高线电压下补偿电压会更高；较低线电压下补偿电压会更低。通过补偿电压Vr4的补偿作用后，流过电流采样电阻的电流趋于恒定。

图2是一种传统的线电压补偿电路202。如图2所示，PMOS管MP1、MP2、NMOS管MN1、MN2组成采样电流电路204。PMOS管MP3为电流镜电路203。电阻R4为补偿电阻。

当辅助绕组201电压为-Vin×（Np/Na）时，MN2的源级电压会把电压反馈信号FB电压钳位到0V左右。流过MP2的电流为（-Vin×（Np/Na））/R1。MP2与MP3的并联数为30：1，那么流过MP3的电流为（-Vin×（Np/Na））/（30×R1）。该电流流过补偿电阻R4实现补偿。MP2需要流过的电流较大，对芯片的功耗影响较明显。

可见，传统方式的线电压补偿电路工作电流较大，功耗较高。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种电路功耗较低的线电压补偿电路。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

如图3所示一种线电压补偿电路，由栅控制信号、电压反馈信号、电流采样信号、钳位电路、镜像电路、补偿电路、第一电阻、第二电阻和第一开关管构成。第一电阻连接电压反馈信号和钳位电路，第二电阻连接电压反馈信号和第一开关管，镜像电路连接钳位电路和补偿电路，补偿电路连接电流采样信号和镜像电路，栅控制信号控制第一开关管。

进一步的，第一开关管可以由NMOS管替代，但不局限于NMOS管。

进一步的，当第一开关管导通时，钳位电路将其与第一电阻连接处电位钳位为地电位。电压反馈信号为负电压，此时电流从第一电阻和第二电阻流到电压反馈信号。流过第一电阻和第二电阻的电流与电阻值成反比。第二电阻较小，大部分电流流过第二电阻，并且流过第二电阻的电流通过第一开关管流向地电位，从而实现低功耗特点。 

与现有技术相比，本发明提供的开关电源线电压补偿电路具有结构简单，功耗低，恒流精度高等优点。

附图说明

图1是带线电压补偿电路的开关电源电路结构图。

图2是传统技术中线电压补偿电路图。

图3是本发明电路结构框图。

图4是本发明第一实施例的线电压补偿电路图。

图5是本发明第二实施例的线电压补偿电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行了详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。