[发明专利]自适应采样电路、原边反馈恒压系统及开关电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及自适应采样电路、原边反馈恒压系统及开关电源系统。

背景技术

图1是一种常用的原边反馈恒压系统。如图所示，D1～D4是整流桥，C1为输入端电容，交流电压经过整流桥和电容C1之后滤波为直流电压(Vbus)；Rst是启动电阻，一端电连接至Vbus，另一端电连接至芯片引脚VCC；C2是连接至芯片IC1的引脚VCC的电容；启动时，电阻Rst上流经的电流给电容C2充电，当芯片IC1的引脚VCC的电压达到芯片设定的阈值电压时，芯片启动，输出一开关信号以驱动场效应管Q1；IC1为控制芯片，Q1为功率开关管，T1为变压器，Rcs为原边绕组电流采样电阻，原边绕组上流过的电流流经启动电阻Rcs，启动电阻Rcs的一端电连接至芯片IC1的CS引脚，另一端接地，芯片IC1的CS引脚的电压正比于原边绕组电流；第一电阻R1和第二电阻R2为辅助绕组电压的分压电阻，FB为芯片IC1的反馈引脚，用以间接反映输出电压；第五二极管D5、第四电阻R4和第四电容C4是原边RCD吸收电路；第六二极管D6是辅助边二极管，第七二极管D7是副边二极管，第三电容C3是输出电容。

根据图1所示，虽然反馈引脚FB的电位能间接反映输出电压，但是由于该电位表现为脉冲电压，如图2所示的断续模式的FB波形，其中GATE为芯片IC1的GATE引脚的波形，FB为芯片IC1的FB引脚的波形，ip为变压器原边绕组电流波形，is为变压器副边绕组电流波形。综上，FB只是在一个周期的退磁时间(Tdemag)内反映输出电压，于是需要采样电路在退磁时间内的某个时刻采集FB引脚上的电压信号。

现有的原边反馈恒压系统控制芯片内部的恒压采样电路大多采用固定时间采样，从原边功率开关管关断开始计时，经过固定时间后对反馈电压(FB)进行采样。虽然比较容易实现固定时间采样电路，但是固定时间采样电路存有一定的缺点：原边反馈恒压系统为了实现低噪以及尽可能小的空载功耗，在不同负载时，芯片内部通常将原边电流峰值设置为不同。当负载较重时，原边电流峰值较高；当负载较轻时，原边电流峰值较低。如图3所示：对于原边反馈的恒压系统来说，通常工作在断续模式，对于不同的原边电流峰值(Ipp)，副边电流峰值也等比例变化(Isp)，遵循如下等式：Isp＝Nps*Ipp，其中，Nps为原副边匝比。若使用固定时间(Tsh)采样，对于不同原边电流峰值来说，采样点处副边二极管上流过的电流(即副边电流is)不一样，导致采样点处副边二极管上的压降(V_D)不一样，为ΔV_D的差异，该ΔV_D电压差异会加在输出电压上，Vo＝Vs-V_D，其中，Vs为变压器副边电压(通过反馈环路，Vs保持恒定)，Vo为输出电压，不同负载时，V_D有差异，于是，输出电压也会有差异，进而输出恒压精度必然会降低，尤其对于输出电压较低的系统而言，该差异会影响更大。

因此，亟需提供一种新的自适应采样电路及采用该电路的原边反馈恒压系统，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，提供一种自适应采样电路及采用该电路的原边反馈恒压系统，其采用自适应采样方式，以至采样时间自动跟随电流峰值变化而变化，与现有的固定时间采样方式相比，可以极大地减小甚至消除不同负载时采样点处副边二极管的电压降之差，从而使得输出电压精度得到提高。

依据本发明的一方面，提供一种自适应采样电路，包括：一峰值参考电压生成模块、一运算模块、一斜坡电压生成模块、一比较模块、一脉冲生成模块；其中，所述峰值参考电压生成模块用于生成一电流峰值参考电压；所述运算模块与所述峰值参考电压生成模块相连，用于将所述电流峰值参考电压进行比例运算，并且输出一采样参考电压至所述比较模块；所述斜坡电压生成模块用于产生一斜坡电压，并且输出至所述比较模块；所述比较模块用于将所述采样参考电压与所述斜坡电压进行比较，当所述斜坡电压大于所述采样参考电压时，输出一高电平的采样标识信号，当所述斜坡电压小于或者等于所述采样参考电压时，输出一低电平的采样标识信号；所述脉冲生成模块用于接收采样标识信号，并且在采样标识信号的上升沿，产生一窄脉冲信号，以至采用自适应采样电路的开关电源系统的采样时间自动跟随电流峰值变化而变化。