采样装置和具其的开关电源管理芯片及充电器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种用于开关电源管理芯片的采样装置 和具有该采样装置的开关电源管理芯片以及具有该开关电源管理芯片的充电器。
【背景技术】
[0002] 如今的小功率开关电源充电器通常会采用开关电源管理芯片来得到恒定的输出 电压。如图1所示，现有的开关电源管理芯片1C通常采用初级控制的方式来实现对输出电 压的控制，即，现有的开关电源管理芯片1C通过变压器的次级绕组和辅助绕组之间的电压 耦合来对输出电压进行检测和采样，并且根据采样所得的电压来控制功率三极管Q1的开 关，从而调整输出功率的大小，以得到恒定的输出电压。其中，当功率三极管Q1导通时，交 流输入电压会给初级电感充电，而当功率三极管Q1关断时，初级电感上的能量会向次级传 递。因此，开关电源管理芯片1C对输出电压的检测和采样只能发生在次级的消磁时间（简 称TDS)内。同时，输出电压的米样一旦结束，米样所得的电压将通过电容一直保持到下一 次输出电压的采样周期的开始。
[0003] 目前，输出电压的检测与采样通常在功率管关断后的一段固定长度的延时时间 内进行，并且在消磁结束时结束。然而，当开关电源管理芯片工作在脉冲宽度调制（Pulse WidthModulation，简称PWM)模式时，开关电源管理芯片的功率管的导通峰值电流(简称 IPK)会随着负载的变化而变化，进而导致次级的消磁时间TDS也发生相应的变化，S卩，负载 越大，则导通峰值电流越大，进而次级的消磁时间TDS也越长。同时，在功率管关断时，漏感 效果会导致输出电压的反馈波形出现震荡毛刺，并且该震荡毛刺与功率管输出能量有关， 艮P，峰值电流越大，则功率管输出的能量越大，进而反馈波形的震荡毛刺越严重。如图2所 示，输出电压的检测与采样是在功率管关断后固定的一段固定长度的延时时间内进行的。 因此，当功率管的导通峰值电压IPK较大时，输出电压的采样极有可能会采到震荡波形，进 而导致开关电源管理芯片无法将电压控制在恒定值。
[0004] 如图3所示，为现有的开关电源充电器的输出电压的采样装置的示意图。如图3 所示在消磁的过程中，延时时间是固定的。因此，在次级二极管上会存在一定的压降，而压 降的大小是与通过次级二极管的电流的大小直接相关的，即，在变压器消磁结束时，输出二 极管的两端电压差最小。对于目前所采用的输出电压的检测和采样方式，次级二极管的压 降会使得米样的输出电压出现误差，即，米样的输出电压的平均值会高于输出电压的实际 反馈值。同时，导通峰值电流IPK越大，次级的消磁时间TDS就越长，则输出电压的采样时 间也越长，这样的采样方式所得到的平均输出电压将进一步地大于该输出电压的实际反馈 值。因此，在不同负载的情况下，采样电压的偏差将很大程度上地降低开关电源管理芯片的 输出负载调整效果，进而降低小功率开关电源充电器的输出电压的恒压精度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷之一。
[0006] 为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于开关电源管理芯片的采样装置，以 提高开关电源管理芯片的采样的抗干扰能力，并提高输出电压的恒压精度。
[0007] 本发明实施例的第一方面提出一种用于开关电源管理芯片的采样装置，包括：可 变延时产生模块，用于根据次级消磁时间TDS生成第一延时时间；消磁结束判断模块，用于 判断次级消磁是否结束并生成消磁结束信号；第一采样模块，用于根据该第一延时时间和 该消磁结束信号生成第一采样信号；以及第二采样模块，用于根据第一延时时间和该第一 采样信号生成第二采样信号。
[0008] 在本发明的实施例中，该采样装置具有以下两方面的技术效果：
[0009] 首先，可变延时产生模块生成第一延时时间，而该第一延时时间是根据次级的消 磁时间TDS变换的，这就使得第一采样模块避免了采到震荡毛刺的问题，进而有效地降低 了不同的次级消磁时间TDS所带来的采样时间的偏差，提高了开关电源管理芯片的采样抗 干扰能力。
[0010] 其次，本发明实施例的采样装置在设置了第一采样模块之后，又设置了第二采样 模块。该第二采样模块根据第一延时时间和第一采样信号生成第二采样信号，使得最终得 到的处理信号跟随消磁结束点的反馈电压，进而提高输出电压的恒压精度。
[0011] 在本发明的一个具体实施例中，该第一采样模块包括：第一脉冲生成子模块、第一 触发器子模块和第一米样子模块。其中，第一脉冲生成子模块用于根据该第一延时时间生 成第一脉冲信号；第一触发器子模块与第一脉冲生成子模块和消磁结束判断模块相连，并 用于根据第一脉冲信号和消磁结束信号生成第一脉冲序列；第一米样子模块与第一触发器 子模块相连，并用于根据第一脉冲序列进行采样以生成该第一采样信号。
[0012] 此外，在本发明的一个具体实施例中，第二采样模块包括：第二脉冲生成子模块和 第二采样子模块。其中，第二脉冲生成子模块用于根据第一脉冲序列生成第二脉冲序列信 号；第二采样子模块与第二脉冲生成子模块相连，并用于根据第二脉冲序列对第一采样信 号进行采样以生成第二采样信号。
[0013] 在本发明的一个实施例中，可变延时产生模块包括：镜像电流生成子模块和控制 子模块。其中，镜像电流生成子模块用于根据峰值电流基准电压生成镜像充电电流，并且该 镜像充电电流与该次级消磁时间相关；控制子模块用于根据开关电源管理芯片的导通信号 和镜像充电电流生成该第一延时时间。
[0014] 此外，在本发明的一个具体实施例中，镜像电流生成子模块包括：用于根据该峰值 电流基准电压生成第一镜像电流的第一级电流镜，以及用于根据该第一镜像电流生成该镜 像充电电流的第二级电流镜。
[0015] 在本发明的一个具体实施例中，可变延时产生模块包括：反相器，该反相器的输入 端与开关电源管理芯片的导通信号相连；延迟电容，该延迟电容的一端与该反相器的输出 端相连，该延迟电容的另一端接地；比较器，该比较器的第一输入端与该反相器的输出端相 连，该比较器的第二输入端与峰值电流基准电压相连；以及或非门，该或非门的第一输入 端与该开关电源管理芯片的导通信号相连，该或非门的第二输入端与该比较器的输出端相 连，该或非门的输出端输出该第一延时时间。
[0016] 本发明实施例的第二方面提出一种开关电源管理芯片，包括：如本发明以上实施 例所述的采样装置，该采样装置与该开关电源管理芯片的采样反馈端相连；消磁时间采样 装置，用于对次级消磁时间进行采样；控制装置，用于根据该第二采样信号生成控制信号； 以及驱动装置，用于根据该控制信号生成驱动信号。
[0017] 此外，本发明实施例的第三方面提出一种充电器，包括如本发明以上实施例所述 的开关电源管理芯片。
[0018] 总而言之，根据本发明实施例所述的用于开关电源管理芯片的采样装置、开关电 源管理芯片和充电器提高了开关电源管理芯片的采样抗干扰能力，并提高输出电压的恒压 精度。
[0019] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0020] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0021] 图1为现有的开关电源充电器的电路示意图；
[0022] 图2为现有的开关电源充电器的输出电压的采样的波形示意图；