[实用新型]自适应采样电路、控制器及电源转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路驱动领域技术领域，尤其涉及一种应用于需要电压采样的电源转换装置的自适应采样电路、控制器及电源转换装置。

背景技术

随着功率半导体技术以及现代控制理论的快速发展，电源转换装置，特别是和市电直接相连接的电源转换装置迅速普及。电源转换装置可以直接将市电的功率转换后供给低压负载。

参考图1，现有电源转换装置架构示意图。控制器12、功率管开关管MP以及磁性器件13相互配合，直接将经过整流桥11整流后市电10的功率转换给低压负载14。控制器12通常通过采样电路121采样与功率开关管MP相串联的采样电阻R_CS上的电压信号，取得负载14上的电流或功率信息；然后通过控制电路122处理，反馈给驱动电路123，以控制功率开关管MP的开启和关闭，实现控制负载14上的电流或是功率为一预设值。因此，采样电路121在电源转换装置中是一个非常重要的功能模块，采样电路121的精度决定整个电源转换装置输出的电压、电流或功率的精度。

参考图2，现有采样电路示意图。现有的采样电路121，包括时钟控制信号CLK，采样第一开关SW1，保持电容C1。采样电路121通过采样该采样电阻R_CS上的电压V_CS，得到峰值电压V_CSPK。在控制电路122输出的时钟控制信号CLK为高电平时，采样电阻Rcs上的电压信号V_CS作为输入电压直接对保持电容C1充电，电容C1上的电压和输入电压V_CS相等；当时钟控制信号CLK变成低电平时，保持电容C1保持此刻的输入电压为V_CSPK，并作为采样输出电压V_O输出到控制电路122。

请一并参考图1-3，其中图3为图2所示现有采样电路的关键点波形图。从图1所示电源转换装置架构示意图可以看出，当时钟控制信号CLK从高电平变成低电平后，还需要经过驱动电路123，以及功率开关管MP从开启状态到关闭状态的固有延时Td；因此输入电压V_CS并不是在时钟控制信号CLK变成低电平以后，立刻变成0。由图3可以看出，由于固有延时Td的存在，导致采样输出电压V_O并不是每个开关周期内采样电阻RCS上的电压V_CS的真实的峰值电压V_CSPK。

为了解决固有延时Td带来的电压采样误差，现有采样电路还会采用延时采样的方法。但是延时时间一致性的问题又会带来输出批量一致性的问题。特别是在隔离高功率因数电路中，系统在每个开关周期内，V_CS电压的斜率和峰值都不一样，所以延时采样并不能解决输出负载线性调整率以及批量一致性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有电源转换装置中的采样电路存在由电压采样所引起的输出负载线性调整率以及批量一致性的问题，提供一种自适应采样电路、控制器及电源转换装置，实现精确采样得到采样电阻上电压的峰值电压信号，可以显著提高最终输出到负载上的电流以及功率的精度以及批量一致性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种自适应采样电路，包括：脉冲生成单元、第一开关、保持电容以及输入电压跟随单元；所述脉冲生成单元，一端用于接收时钟控制信号，另一端电性连接所述第一开关的控制端，所述脉冲生成单元在所述时钟控制信号的上升沿生成一单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端；所述第一开关，第一接点电性连接峰值电压输出节点，第二接点接地；所述保持电容，一端电性连接所述峰值电压输出节点，另一端接地；所述输入电压跟随单元，输入端用于接收输入电压，输出端电性连接所述峰值电压输出节点；当所述脉冲生成单元生成所述单脉冲信号输出至所述第一开关的控制端后，所述第一开关导通使得所述保持电容进行放电；当所述单脉冲信号变成低电平关闭所述第一开关后，所述输入电压跟随单元在所述输入电压大于等于所述保持电容上的峰值电压时，保持所述峰值电压跟随所述输入电压的变化并通过所述峰值电压输出节点输出，在所述输入电压低于所述峰值电压时，断开所述输入电压跟随单元和所述峰值电压输出节点之间的连接，所述保持电容保持此时的峰值电压作为最大峰值电压并通过所述峰值电压输出节点输出。