一种自适应高精度恒流电路及开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电路设计技术领域，特别是涉及一种自适应高精度恒流电路及开关电 源。
【背景技术】
[0002] 随着对开关电源需求量的日益增加，对电源主控芯片的功能和性能的要求也越来 越高，在一些特别应用中，对电源主控芯片性能的要求更高；例如在LED驱动器中，要求在 全范围交流输入（90V/60HZ~264V/50HZ)条件下，输出电流具有较高的精度。在全范围交 流输入条件下输出高精度的电流，要求流过变压器初级电感峰值电流的差异尽量小。为了 方便说明，假设系统工作在非连续模式（DCM)，在理想状态下，变压器初级电感电流流过开 启的功率管后，经采样电阻将动作电压传输到电源主控芯片的CS端（变压器初级峰值电流 检测端），当CS端电压达到阈值电压Vref_ CC后，马上控制功率管关断，变压器初级峰值电 流上升斜率由如下公式决定：
[0004] 实际工作中，当CS端电压达到阈值电压Vref_CC后，电源主控芯片内部控制信号 关断功率管是存在延迟时间Td的，所述CS端的峰值电压比阈值电压Vref_cc要高。
[0008] 式中：
-内部设定的固定峰值；Vin-交流输入电压经过桥式整流电路后 的电压值；Lp-变压器初级电感量；η-变压器安匝比；Ton-功率管开始开启到主控芯片CS 端电压达到Vpeak电压所对应的时间；Td-在PffM发出关断信号到功率管关断之间的系统 延迟时间；Ipeak-实际的变压器初级电感峰值电流；Iout-系统输出电流；K-初级峰值电 流上升斜率；Kl-常数值，通常用控制芯片内部设定。
[0009] 从公式⑷可以看出输出电流受到输入电压、初级电感量以及系统延迟的影响， 而系统延迟对不同电源主控芯片来说，偏差是不可量化的，所以无法控制系统的精度，难以 保持高精度的恒流输出。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应高精度恒流电路及开关 电源，能够保持高精度的恒流输出。
[0011] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自适应高精度恒流电路，集成 在电源的主控芯片内，包括采样保持电路、峰值计算电路、退磁时间检测电路、比较器、前沿 消隐电路和RS触发器。
[0012] 所述采样保持电路的输入端与主控芯片的变压器初级峰值电流检测端连接，采样 保持电路的输出端与峰值计算电路的第一输入端连接。
[0013] 所述退磁时间检测电路的输入端与主控芯片的输出负载状态调节端连接，退磁时 间检测电路的输出端与峰值计算电路的第二输入端连接。
[0014] 所述峰值计算电路的输出端与比较器的第一输入端连接。
[0015] 所述前沿消隐电路的输入端与主控芯片的变压器初级峰值电流检测端连接，前沿 消隐电路的输出端与比较器的第二输入端连接。
[0016] 所述比较器的输出端与RS触发器的R端连接。
[0017] 所述RS触发器的输出端用于输出控制功率管开启或关断的PffM信号，RS触发器 的S端连接PWM_0N信号。
[0018] 所述RS触发器在功率管开启期间，检测比较器输出的逻辑控制信号ocp，当主控 芯片的变压器初级峰值电流检测端电压达到预设的峰值电压使逻辑控制信号ocp翻转时， RS触发器输出的PffM信号翻转为低电平，功率管关断；在功率管关断期间，RS触发器检测 PWM_0N信号，当检测到需要开启功率管的PWM_0N信号时，RS触发器输出的PffM信号翻转为 高电平。
[0019] 所述峰值计算电路包括放大器AU放大器A2、第一电流镜、第二电流镜、开关管 M1、电容C5、电容C6和传输门。
[0020] 所述放大器Al的同相输入端与主控芯片内部的基准电压连接，放大器Al的反相 输入端与第一电流镜的第一输出端连接，放大器Al的输出端与第一电流镜的输入端连接， 第一电流镜的第二输出端分别与开关管Ml的漏极、电容C5的第一端和传输门连接；
[0021] 所述放大器A2的同相入端与采样保持电路的输出端连接，放大器A2的反相输入 端与第二电流镜的第一输出端连接，放大器A2的输出端与第二电流镜的输入端连接，第二 电流镜的第二输出端与开关管Ml的源极连接。
[0022] 所述开关管Ml的栅极与退磁时间检测电路的输出端连接。
[0023] 所述传输门分别与电容C6的第一端和比较器的第一输入端连接。
[0024] 所述电容C5和电容C6的第二端均接地。
[0025] 所述第一电流镜包括N沟道结型场效应晶体管M2、P沟道结型场效应晶体管M3、 P沟道结型场效应晶体管M4和电阻R6, N沟道结型场效应晶体管M2的栅极与放大器Al的 输出端连接，N沟道结型场效应晶体管M2的源极与放大器Al的反相输入端连接，N沟道结 型场效应晶体管M2的源极通过电阻R6接地，N沟道结型场效应晶体管M2的漏极与P沟道 结型场效应晶体管M3的源极连接，P沟道结型场效应晶体管M3的栅极分别与P沟道结型 场效应晶体管M3的源极和P沟道结型场效应晶体管M4的栅极连接，P沟道结型场效应晶 体管M3和P沟道结型场效应晶体管M4的漏极均接电源，P沟道结型场效应晶体管M4的源 极分别与开关管Ml的漏极、电容C5的第一端和传输门连接。
[0026] 所述第二电流镜包括N沟道结型场效应晶体管M5、P沟道结型场效应晶体管M6、 P沟道结型场效应晶体管M7、N沟道结型场效应晶体管M8、N沟道结型场效应晶体管M9和 电阻R7, N沟道结型场效应晶体管M5的栅极与放大器A2的输出端连接，N沟道结型场效应 晶体管M5的源极与放大器A2的反相输入端连接，N沟道结型场效应晶体管M5的源极通过 电阻R7接地，N沟道结型场效应晶体管M5的漏极与P沟道结型场效应晶体管M6的源极连 接，P沟道结型场效应晶体管M6的栅极分别与P沟道结型场效应晶体管M6的源极和P沟 道结型场效应晶体管M7的栅极连接，P沟道结型场效应晶体管M6和P沟道结型场效应晶 体管M7的漏极均接电源，P沟道结型场效应晶体管M7的源极分别与N沟道结型场效应晶 体管M8的漏极、N沟道结型场效应晶体管M8的栅极和N沟道结型场效应晶体管M9的栅极 连接，N沟道结型场效应晶体管M8和N沟道结型场效应晶体管M9的源极均接地，N沟道结 型场效应晶体管M9的漏极与开关管Ml的源极连接。
[0027] -种开关电源，包括上述自适应高精度恒流电路。
[0028] 本发明的有益效果是：本发明在PffM信号控制功率管开启期间，检测主控芯片的 CS端电压，当该电压达到峰值时，主控芯片的PffM端发出关断信号，同时通过采样保持电路 采样CS端到达的峰值电压，然后通过采样到的CS端的峰值电压和退磁时间计算出功率管 下一开周期的CS端的峰值电压，从而形成一个负反馈，自动调节CS端的峰值电压，这样变 压器初级电感峰值电流就不再受到变压器初级电感量Lp、交流输入电压经过桥式整流电路 后的电压值Vin、PWM发出关断信号到功率管关断之间的系统延迟时间Td的影响，从而实现 高精度恒流恒功率的自适应补偿。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明一种自适应尚精度丨旦流电路的一种实施例的不意图；
[0030] 图2为电源的主控芯片的外围电路的一种实施例的示意图；
[0031] 图3为本发明中峰值计算电路的一种实施例的示意图