电压反馈检测电路的制作方法
【专利摘要】电压反馈检测电路，包括跟随器、比较器、第一开关、第二开关、第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容；以及产生两个不同占空比时钟的第二时钟对产生器。本发明所述的电压反馈检测电路，应用在原边反馈类开关电源中，克服了原边反馈开关电源在反馈方式上的缺陷和不足，提高了原边反馈型开关电源的动态响应特性。
【专利说明】电压反馈检测电路
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子领域，涉及开关电源类集成电路芯片，特别是一种电压反馈检测电路。
【背景技术】
[0002]无论是电压型反馈控制开关电源还是电流型反馈控制开关电源，都包括误差放大器和输出电压反馈端FB，其中输出电压反馈端将开关电源的输出电压反馈到误差放大器的输入端，将实际的输出电压与设定值比较，将二者之间的误差放大成模拟电压信号输出到开关电源的开关管控制电路，以调整开关电源功率开关管的导通与关断。
[0003]对于原边反馈的反激式开关电源，对输出负载的采样采用开关电容采样电路进行，根据采样信号直接调整开关管的开关，在开关管导通时，反馈端电压较低，开关管关闭时，反馈端电压较高。原边反馈式的开关电源可以工作在连续工作模式(CCM)和断续工作模式(DCM)下，工作在断续工作模式下时，采样最好在退磁时间段内进行，这是因为退磁时间结束后，电压反馈端很容易进入振铃状态。
[0004]现有技术中对原边反馈信号不能直接检测其环路中的直流信号或方波信号，需要专门设计的电路模块来实现。
【发明内容】
[0005]为提供一种对原边反馈信号的检测电路，本发明公开了一种电压反馈检测电路。
[0006]本发明所述电压反馈检测电路，包括跟随器、比较器、第一开关、第二开关、第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容；以及产生两个不同占空比时钟的第二时钟对产生器；
所述第一开关连接在输出电压反馈端和跟随器输入端之间，所述第一采样电容和第二采样电容分别连接在跟随器的输入端和输出端；
所述第二开关连接在跟随器输出端和比较器第一输入端之间，所述第三采样电容连接比较器第一输入端；
所述跟随器的输入端和比较器的第二输出端连接在一起，采样电容均为接地电容，所述比较器的输出端作为反馈检测电路的输出端；
所述第二时钟对产生器的两个输出端分别连接第一开关和第二开关的控制端。
[0007]优选的，所述反馈检测电路还包括计时恢复电路，所述比较器的输出端与计时恢复电路的输入端连接，所述反馈检测电路的输出端为计时恢复电路的输出端；
所述计时恢复电路从比较器的输出信号翻转时开始计时，在经历η个开关周期后将比较器输出信号恢复，η为预设值。
[0008]优选的，所述第一开关连接第二时钟对产生器的占空比较小的时钟输出端。
[0009]优选的，所述第二时钟对产生器产生的两个时钟的采样有效时间段不相重合。
[0010]所述反馈开关的控制端与时钟选择电路的输出端连接； 所述开关管关断时钟产生器用于产生与开关管关断时间同相的关断时钟信号，所述关断时钟信号的占空比大于第一时钟对产生器的任意一个时钟的占空比。
[0011]本发明具有以下有益效果:
本发明所述的电压反馈检测电路，应用在原边反馈类开关电源中，克服了原边反馈开关电源在反馈方式上的缺陷和不足，提高了原边反馈型开关电源的动态响应特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种【具体实施方式】示意图。
[0013]各图中附图标记名称为:104-计时恢复电路，105-跟随器，106-比较器。【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0015]开关电源的基本原理是通过检测输出端的模拟信号量，例如输出电压或电感电流，调整开关管的导通与关断时间，使输出电压、输出电流或输出功率达到使用者的设定值。
[0016]本发明所述反馈检测电路，检测连续两个开关管开关周期内输出电压反馈端的电压变化VD，并设定一个被比较值VR，在一个开关周期内，电压变化值VD大于或小于VR时，反馈检测电路输出电平不同的逻辑信号LLH。
[0017]所述第一时钟对产生器用于产生两个不同占空比的同相时钟，这两个同相时钟用于后续的反馈采样电路对输出电压反馈端进行电压采样，使用占空比大的时钟，则反馈采样电路的米样时间较长，反之米样时间则较短。第一时钟对产生器的两个时钟输入到时钟选择电路中，时钟选择电路102受LLH信号控制，根据LLH信号的不同，选择占空比不同的时钟。时钟选择电路可以采用简单的二选一电路实现对两个输入时钟进行选择。
[0018]反馈采样电路的采样时间越长，根据采样原理，在最常用的开关电容采样电路中，则在一个时钟周期内每次采样得到的模拟电压VA与上一周期相比，变化量越大。将得到的模拟电压输入到开关电源变换器的开关管控制电路，例如PWM(PULSE WIDTH MODULATION，脉冲宽度调制)比较器中，直接调整占空比的大小。
[0019]综合上述内容,设定当LLH信号表征VD大于VF时,控制第一时钟对产生器使用占空比较大的时钟对输出电压反馈端进行电压采样，使VA的变化量在一个周期内增大，加快了开关管控制信号调节速度，从而达到随负载变化，加速输出达到稳定的目的。
[0020]反馈检测电路的目的是检测输出电压反馈端的电压在连续两个开关周期内的变化量VD是否超过VR。本领域内技术人员对检测一电压在一设定时间内的变化率是否超过一设定值有多种实现方式。发明人根据本发明的应用环境，提供一种如下所述的具体实现方式。
[0021]本发明所述反馈检测电路的具体实现方式包括跟随器105、比较器106、第一开关、第二开关、第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容；以及第二时钟对产生器；
所述第一开关连接在输出电压反馈端和跟随器输入端之间，所述第一采样电容和第二采样电容分别连接在跟随器的输入端和输出端；
所述第二开关连接在跟随器输出端和比较器第一输入端之间，所述第三采样电容连接比较器第一输入端；
所述跟随器的输入端和比较器的第二输出端连接在一起，采样电容均为接地电容，所述比较器的输出端作为反馈检测电路的输出端；
所述第二时钟对产生器的两个输出端分别连接第一开关和第二开关的控制端。
[0022]如图1所示，第一开关PMl导通时对输出电压反馈端进行采样得到本周期Tl的采样电压‘Ι,存储在第一米样电容Cl上,通过跟随器105将此时第一米样电容上的电压复制到第二采样电容C2上。此时第二开关匪I关闭。
[0023]第一开关PMl关闭后，第二开关匪I导通，此时跟随器105对第二采样电容C2和第三采样电容C3同时充电，使C3上的电压VFB等于ΛΙ。
[0024]在下一周期Τ2，仍然是第一开关先导通，第二开关关闭，此时第一采样电容得到该周期Τ2内的采样电压Iftli,而第三采样电容C3的电压仍然不变为1“，比较器106将与
!M比较，
由于比较器的检测精度在集成电路设计中难以得到稳定的值，因此优选的利用比较器的失调电压来作为前述的预设值VR，理论上所有比较器都存在失调电压，但精确对称设计的比较器失调电压一般很小，约在几个毫伏左右，在本发明中不便使用，而且这样的失调电压也是不稳定的。
[0025]为得到一个相对稳定的失调电压，可以在比较器中加入失调因素，所谓失调因素可以是在比较器的输入级设置不同的参数例如宽长比，或采用不同的结构，例如在比较器输入级仅一个输入管的源级串联一个电阻，从而引入与该电阻阻值密切相关的失调电压。该失调电压的取值可以设置在30-100毫伏。
[0026]针对原边反馈的开关电源，采用本发明所述的电压反馈检测电路，对输出电压反馈端的电压变化速度进行采样检测，根据反馈电压变化速度调整开关管导通与关闭的变化速度，对开关管的调整进行加速，加快了系统的动态响应速度，应用在原边反馈类开关电源中，克服了原边反馈开关电源在反馈方式上的缺陷和不足，提高了原边反馈型开关电源的动态响应特性。
[0027]前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.电压反馈检测电路，其特征在于，包括跟随器(105)、比较器(106)、第一开关、第二开关、第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容；以及产生两个不同占空比时钟的第二时钟对产生器；所述第一开关连接在输出电压反馈端和跟随器(105)输入端之间，所述第一采样电容和第二采样电容分别连接在跟随器(105)的输入端和输出端；所述第二开关连接在跟随器输出端和比较器(106)第一输入端之间，所述第三采样电容连接比较器(106)第一输入端；所述跟随器的输入端和比较器(106)的第二输出端连接在一起，采样电容均为接地电容，所述比较器(106)的输出端作为反馈检测电路的输出端；所述第二时钟对产生器的两个输出端分别连接第一开关和第二开关的控制端。
2.如权利要求1所述电压反馈检测电路，其特征在于，所述反馈检测电路还包括计时恢复电路(104)，所述比较器(106)的输出端与计时恢复电路(104)的输入端连接，所述反馈检测电路的输出端为计时恢复电路的输出端；所述计时恢复电路从比较器的输出信号翻转时开始计时，在经历η个开关周期后将比较器输出信号恢复，η为预设值。
3.如权利要求1所述电压反馈检测电路，其特征在于，所述第一开关连接第二时钟对产生器的占空比较小的时钟输出端。
4.如权利要求1所述电压反馈检测电路，其特征在于，所述第二时钟对产生器产生的两个时钟的采样有效时间段不相重合；所述反馈开关的控制端与时钟选择电路的输出端连接；所述开关管关断时钟产生器用于产生与开关管关断时间同相的关断时钟信号，所述关断时钟信号的占空比大于第一时钟对产生器的任意一个时钟的占空比。
【文档编号】G01R19/12GK103683853SQ201310650690
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】陈雪松, 易坤, 高继, 赵方麟 申请人:成都岷创科技有限公司