專利名稱：應(yīng)用于反激式開關(guān)電源的初級(jí)電感校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及模擬集成電路，特別是一種初級(jí)電感的校正電路，可用于開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的反激式開關(guān)電源變壓器中。
背景技術(shù)：
在開關(guān)電源領(lǐng)域中，反激式變換器以其簡(jiǎn)單，高效，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)特別適合小功率開關(guān)電源以及各種電源適配器，但是在反激變換器的設(shè)計(jì)過(guò)程中存在很多難點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，由于受到制造工藝的影響和設(shè)計(jì)缺陷會(huì)使當(dāng)初級(jí)勵(lì)磁電感相對(duì)于理想值產(chǎn)生一定范圍的偏差，使整個(gè)開關(guān)電源的性能有很大下降，影響了芯片的工作狀態(tài)。圖1為一種典型的反激式開關(guān)電源電路，它包括初級(jí)勵(lì)磁電感環(huán)路，次級(jí)整流電感環(huán)路和次級(jí)反饋控制電感環(huán)路，功率開關(guān)管控制芯片以及功率管M0SFET。其中初級(jí)勵(lì)磁電感Lp，次級(jí)整流電感L1和次級(jí)反饋控制電感L2共同構(gòu)成系統(tǒng)的變壓器。功率管開關(guān)控制芯片決定了功率管MOSFET每個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間，從而控制通過(guò)反激變壓器傳遞到輸出端的能量。輸入交流信號(hào)經(jīng)過(guò)EMI電路濾除差模及共模干擾，并且進(jìn)行整流后作為系統(tǒng)的輸入電壓Vin，在MOSFET工作的一個(gè)周期中，當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，變壓器初級(jí)流過(guò)電流，能量?jī)?chǔ)存在勵(lì)磁電感中，次級(jí)整流管是截止的，變壓器空載工作；當(dāng)截止時(shí)，變壓器勵(lì)磁電感儲(chǔ)存的能量被釋放，傳遞給次級(jí)，經(jīng)過(guò)整流和濾波后輸出直流電壓。反激式變換器則完成了一個(gè)周期的儲(chǔ)能，變壓和能量傳遞的過(guò)程。設(shè)變壓器效率為η，輸出功率為P。，M0SFET的開關(guān)頻率為f，則一個(gè)周期內(nèi)變壓器原端電感儲(chǔ)存并釋放的總能量為EP=T~設(shè)Imax為電感峰值電流，Ton為MOSFET導(dǎo)通時(shí)間。則MOSFET導(dǎo)通時(shí)原端線圈儲(chǔ)能為Ep=^pvmTai另外設(shè)初級(jí)勵(lì)磁電感為L(zhǎng)p，則Vm =L 色，所以 f Vmdt = JLpdi
p dt 0 0綜合以上數(shù)學(xué)關(guān)系，可得輸出功率為
fnT τ 2P =J ‘ p max
0 2其中，f為MOSFET的開關(guān)頻率，η為變壓器效率，Lp為初級(jí)勵(lì)磁電感，Imax為電感峰值電流。上述結(jié)果可以直觀的說(shuō)明當(dāng)初級(jí)勵(lì)磁電感相對(duì)于理想的設(shè)定值過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，將對(duì)輸出功率產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)的集成電路由于缺乏相應(yīng)的校正和補(bǔ)償功能，使初級(jí)電感產(chǎn)生的偏差對(duì)輸出功率的影響無(wú)法被避免，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精度降低，限制了集成電路的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種應(yīng)用于反激式開關(guān)電源的初級(jí)電感校正電路，在不增加開關(guān)電源功耗和盡量簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)的前提下，根據(jù)在每個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通周期檢測(cè)到的反饋控制端的電流大小調(diào)整功率管MOSFET的開關(guān)頻率，穩(wěn)定并精確地補(bǔ)償初級(jí)電感偏差所導(dǎo)致的輸出功率偏差，從而改善了開關(guān)電源的性能，提高了電源系統(tǒng)的輸出精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括鉗位器，用于保證在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間里，使采樣電流I。信號(hào)被檢測(cè)到采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器中；采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器，主要由PMOS管M2、M3、M5、M6，匪OS管M7、M8，電容C1, C2X3組成，PMOS管M3與PMOS管M5形成共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)，用于將不連續(xù)的采樣電流Ie 鏡像至PMOS管M5所在支路，并通過(guò)C3保持采樣電流Ic的鏡像電流大小不變；采樣電流Ic 的鏡像電流在固定時(shí)間內(nèi)為電容C1和C2充電，將采樣電流Ie轉(zhuǎn)換為電容C1和C2上極板較穩(wěn)定的電壓信號(hào)\M9，輸出到電壓穩(wěn)定/隔離器中；電壓穩(wěn)定/隔離器，用于將采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器的輸出電壓信號(hào)V·利用電壓跟隨電路進(jìn)行穩(wěn)壓和隔離，產(chǎn)生穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2輸出到電壓-電流轉(zhuǎn)化電器中；電壓-電流轉(zhuǎn)化器，利用跨導(dǎo)放大器及三級(jí)電流鏡將穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2轉(zhuǎn)換為校正電流I。。m并輸出到振蕩器中，控制振蕩器的頻率；振蕩器，用于根據(jù)校正電流I-調(diào)節(jié)頻率，補(bǔ)償電感偏差造成的輸出功率偏差，完成電感校正；平衡點(diǎn)控制器，連接在振蕩器的輸入端，用于微調(diào)校正電流I。。m，控制初級(jí)勵(lì)磁電感值正常狀態(tài)下注入振蕩器的電流為零。所述的鉗位器，包括PM0S管M1, M13,匪OS管Mn、M12，該P(yáng)MOS管M13的柵極接電壓信號(hào)V1,從漏極輸出額定偏置電流，NMOS管M12的漏極電流即為檢測(cè)到的采樣電流I。，NMOS 管M11和NMOS管M12共同構(gòu)成鉗位電路，用Ve表示C端電位，用Vgsmii, Vgsm12分別表示M11和 M12的柵極和源極之間的電壓，則在開關(guān)管MOSFET導(dǎo)通期間，有Ve = Vgsmii-Vgsm12 = 0使控制端C電位為零，實(shí)現(xiàn)對(duì)C端電壓的鉗位，PMOS管M1和PMOS管M5構(gòu)成共源共柵電流鏡，用于將采樣電流Ic按比例鏡像到電流-電壓轉(zhuǎn)化器中。所述的電壓穩(wěn)定/隔離器，主要由PMOS管M9、Mltl，三極管A組成；三極管A的發(fā)射極與PMOS管M9的源極相連接，三極管A的集電極與基極連接，再與PMOS管Mltl的源極相連接，三極管A的基極與Mltl的柵極相連接，則PMOS管M9、M10和三極管％共同構(gòu)成電壓跟隨電路，則使三極管％的基極電壓Vbq2跟隨PMOS管M9的柵極VeM9電壓的變化而穩(wěn)定變化， 該電壓跟隨電路輸出電壓信號(hào)Vbq2到電壓-電流轉(zhuǎn)化電路中。所述的電壓-電流轉(zhuǎn)化器，主要由PMOS管M14、M15、M18、M19、M2Q、M21，匪OS管M16、M17， 三極管( 、三極管A和電阻R1組成；該三極管％的發(fā)射極與電阻R1相連接，構(gòu)成跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，將三極管A的基極電壓Vbq2轉(zhuǎn)化為A的集電極電流Icq2 ；該P(yáng)MOS管M14、M15, M18, M19,M20,M21以及NMOS管M16、M17，組成三級(jí)電流鏡，即PMOS管M14、M15組成第一級(jí)共源共柵電流鏡，NMOS管M16、M17組成第二級(jí)共源共柵電流鏡，PMOS管M18 M21組成第三級(jí)共源共柵電流鏡，三極管A的集電極和基極與PMOS管M14的漏極相連接，用于提高M(jìn)16漏極電位從而避免溝道調(diào)制效應(yīng)；所述三級(jí)電流鏡將電流Icq2鏡像至PMOS管M21的漏極產(chǎn)生輸出校正電流信號(hào)I。。m到振蕩器電路中。所述的振蕩器，主要由電容C4、電阻R2、第一比較器C0MP1、第二比較器C0MP2、第一基準(zhǔn)電流源I1、第二基準(zhǔn)電流源I2、第三基準(zhǔn)電流源I3、第一開關(guān)S1、第二開關(guān)&、第三開關(guān) S3和第四開關(guān)、組成；第一基準(zhǔn)電流源I1由電源Vcc拉取電流，為電容C4充電；第二基準(zhǔn)電流源I2向零電位注入電流，為電容C4放電；第三基準(zhǔn)電流源I3和校正電流1_流過(guò)電阻R2, 在電阻&的上、下端分別產(chǎn)生電壓Va和電壓\，電壓Va接入第一比較器COMPl的正相輸入端，電壓Vb接入第二比較器C0MP2的正相輸入端；電容C4的上極板接入第一比較器COMPl 和第二比較器C0MP2的反相輸入端；第一比較器COMPl與第二比較器C0MP2的輸出相接，輸出電位信號(hào)A，該電位信號(hào)A的高電位與低電位分別控制第二開關(guān)&和第四開關(guān)、的導(dǎo)通與關(guān)斷；電位信號(hào)A的反相信號(hào)XA的高電位與低電位分別控制第一開關(guān)S1和第三開關(guān)& 的導(dǎo)通與關(guān)斷；第一開關(guān)S1跨接于第一基準(zhǔn)電流源I1與電容C4之間，控制電容C4充電；第二開關(guān)&跨接于第二基準(zhǔn)電流源I2與電容C4之間，控制電容C4放電；第三開關(guān)&與第四開關(guān)、分別作為第一比較器COMPl與第二比較器C0MP2的使能開關(guān)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器，將不連續(xù)的采樣電流Ic通過(guò)共源共柵電流鏡采樣，并以按時(shí)序?yàn)殡娙莩浞烹姷姆椒ㄞD(zhuǎn)化為連續(xù)并相對(duì)穩(wěn)定的電壓信號(hào)VeM9，在節(jié)約功耗的基礎(chǔ)上使反饋控制電流的采樣穩(wěn)定精確。2、本發(fā)明采用電壓穩(wěn)定/隔離器，在采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器輸出較穩(wěn)定的電壓信號(hào)\M9的基礎(chǔ)上，通過(guò)電壓跟隨電路再對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定和隔離，最大限度屏蔽前級(jí)干擾。3、本發(fā)明采用電壓-電流變換器，利用跨導(dǎo)放大器及三級(jí)電流鏡結(jié)構(gòu)為振蕩器注入電流，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度較快。4、本發(fā)明采用平衡點(diǎn)控制電路對(duì)輸出電流I。。m進(jìn)行微調(diào)，保證在初級(jí)勵(lì)磁電感值正常時(shí)不對(duì)振蕩器頻率進(jìn)行補(bǔ)償，提升了電源系統(tǒng)的輸出精度。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有反激式開關(guān)電源電路圖；圖2為本發(fā)明的原理框圖；圖3為本發(fā)明校正電流產(chǎn)生電路的電路原理圖；圖4為本發(fā)明中振蕩器的原理圖。圖5為采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化電路的控制信號(hào)時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參考圖2，本發(fā)明主要模塊包括鉗位器1，采樣電路及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2，電壓穩(wěn)定/隔離器3，電壓-電流轉(zhuǎn)化器4，振蕩器5和平衡點(diǎn)控制器6。其中電流采樣及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2、電壓穩(wěn)定/隔離器3、電壓-電流轉(zhuǎn)化器4和振蕩器5依次按順序級(jí)聯(lián)，鉗位器 1與電流采樣及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2的輸入端相接，平衡點(diǎn)控制器與電壓-電流轉(zhuǎn)化器4的輸出端相接。在功率MOSFET管導(dǎo)通的時(shí)間里，鉗位器1使控制端C電位為零，并將流出控制端C的電流通過(guò)電流鏡鏡像為采樣電流I。，輸入到采樣電路和電流/電壓轉(zhuǎn)化器2中；采樣電路和電流/電壓轉(zhuǎn)化器2對(duì)不連續(xù)的采樣電流Ic進(jìn)行連續(xù)化處理，并利用時(shí)需控制電容充放電的方法進(jìn)行I-V轉(zhuǎn)換，輸出較穩(wěn)定的電壓信號(hào)VeM9 ；此電壓信號(hào)Vffl9輸入到電壓穩(wěn)定 /隔離器3中；電壓穩(wěn)定/隔離器3利用電壓跟隨電路進(jìn)行進(jìn)一步穩(wěn)壓和隔離，產(chǎn)生穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2 ；此穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2輸入到電壓-電流轉(zhuǎn)化器4中，經(jīng)過(guò)一級(jí)跨導(dǎo)放大器和三級(jí)電流鏡進(jìn)行V-I轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定，并且跟隨采樣電流Ic變化趨勢(shì)而變化的校正電流I。。m ； 校正電流I。。m注入振蕩器5改變振蕩器中比較器的閾值電壓，以改變震蕩器電容的充放電時(shí)間從而改變振蕩器的頻率；平衡點(diǎn)控制器6連接于電壓-電流轉(zhuǎn)化器的輸出端，用于微調(diào)校正電流I。。m，控制初級(jí)勵(lì)磁電感值正常狀態(tài)下注入振蕩器的校正電流I。。m為零。參考圖3，本發(fā)明校正電流產(chǎn)生電路中的鉗位器1、采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器 2、電壓穩(wěn)定/隔離器3、電壓-電流轉(zhuǎn)化器4和平衡點(diǎn)控制器6的具體結(jié)構(gòu)如下所述鉗位電路1，主要由PMOS管M1、M13和匪OS管M11、M12組成；PMOS管M1的源極接電源V。。，柵極接外部電壓偏置信號(hào)V3,漏極接NMOS管M12的漏極，為NMOS管M12提供偏置電流；PMOS管M13的源極接電源V。。，漏極與柵極相連并連接NMOS管M11的漏極，為NMOS管 M11提供偏置電流；NMOS管M11以柵漏相連的二極管形式，正向跨接在NMOS管M12柵極和零電位之間；NMOS管M12的源極接反饋控制端C;在開關(guān)管導(dǎo)通期間，對(duì)反饋控制端電壓V。進(jìn)行鉗位，其計(jì)算公式如下
_] Vc = Vgsmu-Vgsm12 = 0式中Vesmi為NMOS管M11的柵源壓降，Vesm2為NMOS管M12的柵源壓降；在對(duì)反饋端控制電壓\進(jìn)行鉗位的同時(shí)，PMOS管M1將采樣電流Ic鏡像至采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2中。所述采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2，主要由PMOS管M1, M2, M5, M6 ；匪OS管M7、M8 和電容CpCyC3組成；PMOS管M2的源極和漏極跨接于PMOS管M1和M5的柵極之間，電容C3 跨接于？1 3管禮的柵極和電源VCC之間，共同組成電流采樣電路； 1 3管禮的源極和漏極跨接于M5的漏極和電容C1的上極板之間，NMOS管M7與電容C1并聯(lián)，NMOS管M8的源極與電容C2的上極板連接，并連同電容C2整體與電容C1并聯(lián)，共同組成I-V轉(zhuǎn)換電路；PMOS管 M2, M6和NMOS管M7、M8的柵極分別接外部時(shí)序信號(hào)a、b、c、d。外部時(shí)序信號(hào)a、b、C、d的時(shí)序控制原理框圖如圖5所示，主要由反相器，第一上升沿檢測(cè)模塊，第二上升沿檢測(cè)模塊，第一延時(shí)模塊，第二延時(shí)模塊組成。功率MOSFET管控制信號(hào)DRV經(jīng)過(guò)反相器后輸出時(shí)序信號(hào)b ；時(shí)序信號(hào)b經(jīng)過(guò)第一上升沿檢測(cè)模塊后輸出時(shí)序信號(hào)d，時(shí)序信號(hào)d為時(shí)序信號(hào)b上升沿之后出現(xiàn)的高電平脈沖；時(shí)序信號(hào)d經(jīng)過(guò)第一延時(shí)模塊后輸出時(shí)序信號(hào)c，時(shí)序信號(hào)c是時(shí)序信號(hào)d的延遲信號(hào)；功率MOSFET管控制信號(hào) DRV經(jīng)過(guò)第二上升沿檢測(cè)模塊后再經(jīng)過(guò)第二延時(shí)模塊輸出時(shí)序信號(hào)a，時(shí)序信號(hào)a為功率 MOSFET驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV出現(xiàn)上升沿后經(jīng)延遲產(chǎn)生的低電平窄脈沖。電流采樣及電流-電壓轉(zhuǎn)化器2的時(shí)序控制工作方式如下當(dāng)功率MOSFET管驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV出現(xiàn)上升沿2. 5 μ s后，時(shí)序信號(hào)a端輸出一低電平窄脈沖將PMOS管M2導(dǎo)通，使 PMOS管M5和M1構(gòu)成共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)，流過(guò)鉗位器1中PMOS管M1的采樣電流Ic鏡像至M5,電容C3在PMOS管M2閉合后保持PMOS管M5的柵壓不變，以維持采樣電流Ic的鏡像不變；時(shí)序信號(hào)b為功率MOSFET管驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRV的反相信號(hào)，其在功率MOSFET管導(dǎo)通時(shí)為低電平，將PMOS管M6導(dǎo)通，使采樣電流Ic的鏡像電流注入電容C1中。則電容C1上極板電壓 Vci可表示為
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于反激式開關(guān)電源中的初級(jí)電感校正電路，其特征在于包括鉗位器(1)，用于將控制端C電位鉗至零，并在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間里，使采樣電流IC信號(hào)被檢測(cè)到采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器O)中；采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器 )，主要由PM0S管M2、M3、M5、M6，匪0S管M7、M8，電容C1、 C2X3組成，PMOS管M3與PMOS管M5形成共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)，用于將不連續(xù)的采樣電流Ie 鏡像至PMOS管M5所在支路，并通過(guò)C3保持采樣電流Ic的鏡像電流大小不變；采樣電流Ic 的鏡像電流在固定時(shí)間內(nèi)為電容C1和C2充電，從而將不連續(xù)的采樣電流Ie轉(zhuǎn)換為電容C1 和C2上極板連續(xù)并相對(duì)穩(wěn)定的電壓信號(hào)VeM9，輸出到電壓穩(wěn)定/隔離器(3)中；電壓穩(wěn)定/隔離器(3)，用于將采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器O)的輸出電壓信號(hào)V· 利用電壓跟隨電路進(jìn)行穩(wěn)壓和隔離，產(chǎn)生穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2輸出到電壓-電流轉(zhuǎn)化電器(4)中；電壓-電流轉(zhuǎn)化器，利用跨導(dǎo)放大器及三級(jí)電流鏡將穩(wěn)壓信號(hào)Vbq2轉(zhuǎn)換為校正電流 1_并輸出到振蕩器(5)中，控制振蕩器的頻率；振蕩器(5)，用于根據(jù)校正電流1。 調(diào)節(jié)頻率，補(bǔ)償電感偏差造成的輸出功率偏差，完成電感校正；平衡點(diǎn)控制器(6)，連接在振蕩器(5)的輸入端，用于微調(diào)校正電流1_，控制正常狀態(tài)下注入振蕩器的電流為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的鉗位器(1)，包括: PMOS管M1J13，NMOS管Mn、M12，該P(yáng)MOS管M13的柵極接電壓信號(hào)V3,從漏極輸出額定偏置電流，NMOS管M12的漏極電流即為檢測(cè)到的采樣電流Ie，NM0S管M11和NMOS管M12共同構(gòu)成鉗位電路，用Ve表示C端電位，用VesmPVesm2分別表示M11和M12的柵極和源極之間的電壓，則在開關(guān)管MOSFET導(dǎo)通期間，有\(zhòng) = Vgsmii-Vgsm12 = 0使控制端C電位為零，實(shí)現(xiàn)對(duì)C端電壓的鉗位，PMOS管M1和PMOS管M5構(gòu)成共源共柵電流鏡，用于將采樣電流Ic按比例鏡像到電流-電壓轉(zhuǎn)化器O)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器O)中的PMOS管Mp PMOS管M2、PMOS管M5和電容C3組成電流采樣電路， PMOS管M2的源極與PMOS管M5的柵極相連接，PMOS管M2的漏極與PMOS管M1的柵極相連接，PMOS管M2的柵極接時(shí)序信號(hào)a，當(dāng)功率開關(guān)管MOSFET由閉合到導(dǎo)通2. 5 μ s后，時(shí)序信號(hào)a輸出一低電平窄脈沖使M2導(dǎo)通，使得PMOS管M1和M5構(gòu)成共源共柵電流鏡，使流過(guò)PMOS 管M1的采樣電流Ic按比例鏡像至PMOS管M5,電容C3的下極板與M2的漏極相連接，用于在 PMOS管M2關(guān)斷后保持PMOS管M5的柵極電壓不變，從而維持采樣電流Ic的鏡像電流不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器(2)中的PMOS管M6、匪OS管M7、匪OS管M8以及電容C1J2組成電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，PMOS管M6的柵極接時(shí)序信號(hào)b，PMOS管M6的漏極接電容C1的上極板，在功率開關(guān)管MOSFET導(dǎo)通時(shí)b為低電平，控制PMOS管M6導(dǎo)通，使采樣電流Ic的鏡像電流注入電容 C1中，通過(guò)電容C1上極板電壓Va變化表示采樣電流Ic的變化，NMOS管M8跨接于PMOS管 M6的漏極與PMOS管M9的柵極之間，NMOS管M8的柵極接時(shí)序信號(hào)d，在導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)，功率開關(guān)管MOSFET由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，此刻時(shí)序信號(hào)d輸出高電平脈沖，控制NMOS管M8導(dǎo)通， 使電容C1上極板電壓Va傳遞至PMOS管M9的柵極，電容C2的上極板與M9的柵極相連接，用于保持轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)VeM9不變，完成I-V轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)VeM9輸入到電壓穩(wěn)定/隔中；在時(shí)序信號(hào)d高電平脈沖結(jié)束后，時(shí)序信號(hào)c輸出高電平脈沖，使跨接于PMOS 管M6漏極與零電位點(diǎn)之間的NMOS管M7導(dǎo)通，放掉電容C1內(nèi)儲(chǔ)存的電荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的電壓穩(wěn)定/隔離器(3)，主要由PMOS管M9、M1(1，三極管A組成；三極管A的發(fā)射極與PMOS管M9的源極相連接， 三極管A的集電極與基極連接，再與PMOS管Mltl的源極相連接，三極管％的基極與Mltl的柵極相連接，則PMOS管M9、M1(i和三極管％共同構(gòu)成電壓跟隨電路，則使三極管％的基極電壓 Vbq2跟隨PMOS管M9的柵極Vffl9電壓的變化而穩(wěn)定變化，該電壓跟隨電路輸出電壓信號(hào)Vbq2 到電壓-電流轉(zhuǎn)化電路⑷中。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的電壓-電流轉(zhuǎn)化器(4)，主要由PMOS 管 M14、M15, M18, M19, M20, M21，匪OS 管 M16、M17,三極管 Gl2、三極管 Gl3 和電阻 R1 組成；該三極管％的發(fā)射極與電阻R1相連接，構(gòu)成跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，將三極管％的基極電壓 Vbq2 轉(zhuǎn)化為 ％ 的集電極電流 Icq2 ；該 PMOS 管 M14、M15、M18、M19、M2Q、M21 以及 NMOS 管 M16、M17， 組成三級(jí)電流鏡，即PMOS管M14、M15組成第一級(jí)共源共柵電流鏡，NMOS管M16、M17組成第二級(jí)共源共柵電流鏡為，PMOS管M18 M21組成第三級(jí)共源共柵電流鏡，三極管( 的集電極和基極與PMOS管M14的漏極相連接，用于提高M(jìn)16漏極電位從而避免溝道調(diào)制效應(yīng)；所述三級(jí)電流鏡將電流Icq2鏡像至PMOS管M21的漏極產(chǎn)生輸出電流信號(hào)I。。m到振蕩器電路(5)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在于所述的平衡點(diǎn)控制器(6)， 主要由PMOS管M22、M25，NMOS管M23J24組成；PMOS管M22的柵極與電壓信號(hào)V1相接，產(chǎn)生偏置電流作為第一電流源Ia，NMOS管M23的柵極與電壓信號(hào)V2相接，產(chǎn)生偏置電流作為第二電流源Ib ；NMOS管M24柵極與漏極均與基準(zhǔn)電壓\相接形成二極管結(jié)構(gòu)，其正向接入第一電流源Ia所在支路中；PMOS管M25的柵極與NMOS管M24的源級(jí)相接，PMOS管M25的源級(jí)與電壓-電流轉(zhuǎn)化器(4)的輸出級(jí)I-相接，并將電壓-電流轉(zhuǎn)化器(4)輸出電流I。。m的一部分通過(guò)PMOS管M25的漏極引入零電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的初級(jí)電感校正電路，其特征在所述的振蕩器(5)，主要由電容C4、電阻&、第一比較器C0MP1、第二比較器C0MP2、第一基準(zhǔn)電流源I1、第二基準(zhǔn)電流源 I2、第三基準(zhǔn)電流源I3、第一開關(guān)S1、第二開關(guān)&、第三開關(guān)&和第四開關(guān)、組成；第一基準(zhǔn)電流源I1由電源Vrc拉取電流，為電容C4充電；第二基準(zhǔn)電流源I2向零電位注入電流，為電容C4放電；第三基準(zhǔn)電流源I3和校正電流I。。m流過(guò)電阻&，在電阻&的上、下端分別產(chǎn)生電壓Va和電壓\，電壓Va接入第一比較器COMPl的正相輸入端，電壓Vb接入第二比較器 C0MP2的正相輸入端；電容C4的上極板接入第一比較器COMPl和第二比較器C0MP2的反相輸入端；第一比較器COMPl與第二比較器C0MP2的輸出相接，輸出電位信號(hào)A，該電位信號(hào) A的高電位與低電位分別控制第二開關(guān)&和第四開關(guān)、的導(dǎo)通與關(guān)斷；電位信號(hào)A的反相信號(hào)XA的高電位與低電位分別控制第一開關(guān)S1和第三開關(guān)&的導(dǎo)通與關(guān)斷；第一開關(guān)S1 跨接于第一基準(zhǔn)電流源I1與電容C4之間，控制電容C4充電；第二開關(guān)&跨接于第二基準(zhǔn)電流源I2與電容C4之間，控制電容C4放電；第三開關(guān)&與第四開關(guān)、分別作為第一比較器COMPl與第二比較器C0MP2的使能開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用反激式開關(guān)電源中的初級(jí)電感校正電路，主要解決現(xiàn)有變壓器初級(jí)勵(lì)磁電感產(chǎn)生偏差影響輸出功率的問(wèn)題。它包括鉗位器、采樣控制及電流-電壓轉(zhuǎn)化器、電壓穩(wěn)定/隔離器、電壓-電流轉(zhuǎn)化器、平衡點(diǎn)控制器和振蕩器。在反激式開關(guān)電源的功率管導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，采樣控制及電流-電壓器對(duì)流出控制端的電流進(jìn)行采樣，并將不連續(xù)的采樣電流經(jīng)過(guò)I-V轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓/隔離和V-I轉(zhuǎn)換后，輸出補(bǔ)償電流；鉗位器將控制端電壓鉗位至零，在初級(jí)勵(lì)磁電感值正常時(shí)，平衡點(diǎn)控制器使補(bǔ)償電流為零；補(bǔ)償電流注入振蕩器電路中改變振蕩器的頻率，進(jìn)而改變開關(guān)頻率，校正電感容差引起的輸出功率變化。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗小，補(bǔ)償電流穩(wěn)定精確。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102255502SQ20111019918
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月16日
發(fā)明者何惠森, 史凌峰, 葉強(qiáng), 才智, 來(lái)新泉 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)