用于宽电压电源的过功率补偿电路、控制系统及电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源控制领域，特别是一种用于宽电压电源的过功率补偿电路、控制系统及电源。
【背景技术】
[0002]在节能降耗成功主流共识的今天，AC/DC开关电源成为很多便携式电源的不二之选。大多数电子设备通常由市电直接输入，输入电压通常采用85V~264V宽电源方式设计(此种电源又称宽电压电源)，客户不仅对电子设备的功能和性能要求比较高，特别对设备的安全和可靠性特别关注。为了确保输出过载或短路时，电源零件不受损坏或不产生安全隐患问题，通常会设计有过功率保护功能。
[0003]在以电流模式工作的开关电源中，正常工作状态时一般都是通过电流环路不断的检测流经电感或者变压器初级线圈的峰值电流，来控制功率MOSFET的导通或者关闭。如果在短路或者输出负载过载时，电源内部的电压和电流环路都失去调节作用，此时常常通过限制变压器最大峰值电流来实现对电源最大输出功率的限制。传统的AC/DC开关电源一般都是设置有检测电阻(CS电阻)，通过对CS电阻采样得到采样电压，将采样电压与内部设置的具有固定值的过流阈值电压VCS_0CP (又称过功率阈值电压)做比较，当采样电压达到过流阈值电压VCS_0CP时，我们称之为过流点，此时系统通过关闭功率MOSFET会对电源的输出功率进行限制。
[0004]但对检测系统(指对检测电阻的检测、采样电压与过流阈值电压VCS_0CP的比较，对功率MOSFET的关闭控制)来说，从检测到最大峰值电流点(即采样电压达到过流阈值电压VCS_0CP值时)，检测系统电路内部逻辑需要耗费一些时间来做出反应(实际上，根据控制器的类型及技术的不同，比较器信号要耗费大约10ns的时间来通过不同逻辑门传播，同时在检测到需要关闭功率MOSFET的逻辑信号时，MOSFET上固有的栅源电容使功率MOSFET也存在关断延迟)，因此在检测系统检测到最大峰值电流后，功率MOSFET并非立即关闭而是存在着一个延时(这个延时的长短跟检测系统的元器件及控制电源功率MOSFET本身参数相关)。但对于不同输入电压的电源来说，在相同的延时时间内，其产生的过流随着输入电压的变大而增高，这就造成以宽电源电压方式设计的AC/DC开关电源，在其过流阈值电压VCS_0CP恒定的情况下，其实际的最高功率随着输入电压的变大而增高，这显然对负载是不利的。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于针对现有宽电压电源不能提供稳定的过功率保护功能的问题，提供一种结构简单，根据宽电压电源输入电压的不同而输出不同补偿电压的过功率补偿电路，所述过功率补偿电路输出与所述宽电压电源的输入电压具有正相关系的补偿电压。
[0006]进一步的，过功率补偿电路所述包括电流产生电路，用于根据外部信号的控制产生大小不同的电流，所述外部信号与宽电压电源的输入电压具体大小相关，从而所述电流产生电路产生的电流大小与所述宽电压电源的输入电压反相相关，即当所述宽电压电源的输入电压高时，所述电流产生电路产生较小的电流；所述宽电压电源输入电压低时，所述电流产生电路产生较大的电流。
[0007]呈匹配镜像的第四MOS管、第五MOS管，其中，所述第四MOS管与所述电流产生电路串接，所述第五MOS管用于产生跟所述第四MOS管中电流大小相同的电流。
[0008]固定下拉电流源，用于产生大小固定的下拉电流，并与所述第五MOS管串接，所述固定下拉电流源产生的固定大小的下拉电流大于所述电流产生电路可以产生的最大电流。
[0009]呈匹配镜像的第六MOS管、第七MOS管，其中，所述第六MOS管与所述第五MOS管并接后与所述固定下拉电流源连接，其用于根据所述下拉电流的大小以及所述第五MOS管中电流的大小产生电流；所述第七MOS管用于产生跟所述第六MOS管中电流大小相同的电流；
调压电阻，用于将所述第七MOS管中产生的电流转换为补偿电压并输出；
进一步的，所述电流产生电路包括，
充电电流源，用于给充电电容充电。
[0010]第一 MOS管，用于接收外部信号以控制所述充电电容的充电时间；
第二 MOS管，用于根据所述充电电容的电压产生电流；
进一步的，所述第二MOS管串接有一个调流电阻，用于调整所述第二MOS管产生电流的大小。
[0011]进一步的，所述外部信号为PWM信号。
[0012]进一步的，所述第一 MOS管的栅极通过一个反相器接收所述PWM信号。
[0013]进一步的，所述固定下拉电流源包括第三MOS管以及与第三MOS管栅极相连的固定下拉电源。
[0014]进一步的，还包括第八MOS管，串接在所述第七MOS管与所述调压电阻之间，用于控制所述过功率补偿电路输出的通断。
[0015]进一步的，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管为N型MOS管；所述呈匹配镜像的第四MOS管、第五MOS管为P型MOS管，且所述第四MOS管与所述第五MOS管的宽长比一致。
[0016]所述第八MOS管为N型MOS管；所述呈匹配镜像的第六MOS管、第七MOS管为P型MOS管，且所述第六MOS管与所述第七MOS管的宽长比一致。
[0017]其具体连接关系如下所述，所述第一 MOS管的栅极通过所述反相器接收PWM控制信号；所述充电电流源同时与所述第一 MOS管的漏极、所述充电电容的一端以及所述第二MOS管的栅极连接；所述第二 MOS管的源极通过所述第一电阻与所述第一 MOS管的源极、所述充电电容的另一端以及所述第三MOS管的源极连接；所述呈匹配镜像的第四MOS管、第五MOS管的源极同时与所述充电电流源连接；所述呈匹配镜像的第四MOS管、第五MOS管的栅极同时与第四MOS管的漏极及第二 MOS管的漏极连接；所述第五MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接；所述第三MOS管的栅极与固定下拉电源连接。
[0018]所述呈匹配镜像的第六MOS管、第七MOS管的源极同时与所述充电电流源连接；所述呈匹配镜像的第六MOS管、第七MOS管的栅极同时与所述第六MOS管的漏极、所述第五MOS管的漏极及所述第三MOS管的漏极连接；所述第七MOS管的漏极与所述第八MOS管的漏极连接；所述第八MOS管的栅极用于接收PWM控制信号；所述第八MOS管的源极与所述调压电阻的一端连接，所述调压电阻的另一端为输出端。
[0019]本发明同时提供一种根据宽电压电源的不同输入电压而输出不同过功率阈值电压的过功率控制系统，包含如上所述的过功率补偿电路；
还包括，
PWM控制器，用于根据所述宽电压电源的实际输入电压控制所述过功率补偿电路输出的补偿电压Vbu大小。
[0020]减法电路，包含预设的固定电压值VD，用于根据所述过功率补偿电路输出的补偿电压Vbu计算输出过功率阈值电压V_CS_VCP，其计算公式为:V_CS_VCP=VD-vBU。
[0021]CS电阻检测电路，用于得到宽电压电源的采样电压Vcs;
比较器，用于将所述采样电压Vcs与所述过功率阈值电压V_CS_VCP比较，并根据比较结果对所述宽电压电源进行过功率控制。
[0022]本发明同时提供一种宽电压电源，包含如上所述的用于宽电压电源过功率控制系统。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
本发明提供的过功率补偿电路通过简单的电路结构，根据宽电压电源的不同输入电压输出不同大小的补偿电压，在电源输入高电压时输出较高的补偿电压，在电源输入低电压时输出较低的补偿电压。
[0024]而包含上述过功率补偿点录了的过功率控制系统使得电源在输入电压低时过功率阈值电压高，输入高电压时过功率阈