专利名称：误差放大器、控制器和原边反馈控制ac/dc转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源控制领域，更具体地说，涉及一种误差放大器，使用该误差放大器的控制器以及使用该控制器的原边反馈控制AC/DC转换器。
背景技术：
原边反馈控制AC/DC转换器以其低成本和小体积等特点，在小功率开关电源适配应用领域逐渐替代传统的副边反馈控制AC/DC转换器。
图1示出了现有技术的原边反馈控制AC/DC转换器的典型电路。该电路主要包括变压器10，功率开关管20，次级整流ニ极管40，输出电容45和控制器70。控制器70将由变压器10的辅助绕组通过整流ニ极管60供电。输出电压通过变压器10的辅助绕组反馈到控制器70的一侧，然后通过分压电阻50和51，由FB脚检测处理。电阻30检测流经功率开关管20的电流。图2是图1的原边反馈控制AC/DC转换器工作时对应的节点电压与电流波形图。 在每个周期的开始，控制器70打开功率开关管20，变压器10的原边绕组的电感的电流Ip 开始以某一固定上升斜率増大，当电流IP増大到使得电压Vcs超过控制器70的内部比较器的參考电压VREFl吋，功率开关管20将关闭，此时输出绕组中电流Is将从某一峰值电流开始下降，直到电流下降为0。在电流下降到某ー设定值时(如峰值电流的1/3处)，控制器70通过分压电阻对变压器10的原边输入电压Vaux进行采样，此时输出电压满足以下关系V0 =Vs-Vf =Vaux^-Vf(1)其中Vfb为控制器70的FB脚的电压值，Rtl与队是FB脚侧的分压电阻，Ns与Na分别是变压器10的副边输出绕组和辅助反馈绕组匝数，Vf是输出整流ニ极管40的正向压降。 控制器70可以根据FB脚采样到的Vfb电压判断输出电压的高低，从而调节输出PWM波形的占空比，使得输出电压稳定在某ー预先设定值上。从式子1看出，输出电压精度主要由控制器70内部产生的误差Vfb和外围电路误差決定。该外围电路误差包括电阻比例，变压器匝数比和ニ极管正向压降。为了保证高生产良率，必须尽量减小控制器内部产生的误差。图3是图1的原边反馈控制AC/DC转换器的控制器的原理框图。控制器主要包括采样/保持模块100，误差放大器101，斜坡电压波形产生器102，比较器103，峰值电流比较器104，触发器105和驱动电路106。图4示出了误差放大器101的输出电压Vea与原边反馈控制AC/DC转换器的功率开关管20的开关周期的关系T(Vea) = fT (Vea) (2)其中fT()为由原边反馈控制AC/DC转换器的稳定性和输出精度共同決定的函数。 从图4看出工作周期T是误差放大器101的输出电压Vea的单调递增函数，即误差放大器 101的输出电压Vea越大系统工作周期越大。由于功率开关管20的开关频率f= 1/T，所以开关频率f是误差放大器101的输出电压Vea的单调递减函数，即误差放大器101的输出电
3压Vea越大开关频率f越小。图5是现有技术的误差放大器的电路原理图，该电路由跨导放大器10，直流电阻 11組成，其输出电压增益为A = gmXR0 (3)当图1所示的原边反馈控制AC/DC转换器稳定吋，工作于断续电流模式(DCM)，由变压器10输送到输出的能量为Pt =η(-LpIp2J) (4)其中，η是原边反馈控制AC/DC转换器的能量的转换效率，Lp是变压器10的初级电感量，Ip是电感Lp的峰值电流，f是开关频率，通常η，Ip, Lp均可看作常数。输出功率为Pout = V0XI0 (5)其中\为输出电压，Itj为输出电流，当Pott > Pt时输出电压将下降，Pott < Pt时输出电压将上升，只有当Pot = Pt时输出电压才稳定不变。当图3所示的控制器工作吋，采样/保持模块100从FB脚采样到电压VH，如果Vh 小于VKEF1，工作于恒流输出模式。如果Vh大于參考电压Vkefi，则工作于输出恒压模式，此时图5的误差放大器的输出电压
权利要求
1.一种误差放大器，其特征在干，包括跨导运算放大器，所述跨导运算放大器的同相输入端接收输入采样电压，所述跨导运算放大器的反相输入端接收參考电压；求和模块，所述求和模块的第一输入端经直流通路与所述跨导运算放大器的输出端相连以接收所述跨导运算放大器的直流输出，所述求和模块的第二输入端经交流通路与所述跨导运算放大器的输出端相连以接收所述跨导运算放大器的交流输出，所述求和模块的输出端为所述误差放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在干，所述直流通路包括第一选通开关和第一电容，所述跨导运算放大器的输出端包括所述跨导运算放大器的第一输出端和所述跨导运算放大器的第二输出端，其中所述第一选通开关连接到所述跨导运算放大器的第一输出端和所述求和模块的第一输入端之间，所述第一电容连接到所述求和模块的第一输入端和地之间。
3.根据权利要求2所述的误差放大器，其特征在干，所述第一选通开关仅在选通信号为高电平时导通。
4.根据权利要求2所述的误差放大器，其特征在干，所述交流通路包括连接到所述跨导运算放大器的第二输出端和地之间的第一交流电阻，所述求和模块的第二输入端连接到所述跨导运算放大器的第二输出端。
5.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在干，所述直流通路包括反相器、第二选通开关和第二电容，其中所述反相器的输入端接收选通信号、所述反相器的输出端输出所述选通信号到所述第二选通开关，所述第二选通开关连接到所述跨导运算放大器的输出端和所述求和模块的第一输入端之间，所述第二电容连接到地和所述求和模块的第一输入端之间。
6.根据权利要求5所述的误差放大器，其特征在干，所述第二选通开关仅在所述反相器的输入端接收的选通信号为低电平时导通。
7.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在干，所述交流通路包括连接到所述跨导运算放大器的输出端和地之间的第二交流电阻和第三选通开关，所述求和模块的第二输入端连接到所述跨导运算放大器的输出端。
8.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在干，所述第三选通开关仅在选通信号为高电平时导通。
9.一种控制器，其特征在干，包括权利要求1-8中任意一项所述的误差放大器。
10.一种原边反馈控制AC/DC转换器，其特征在干，包括权利要求9所述的控制器。
全文摘要
本发明涉及一种误差放大器，使用该误差放大器的控制器以及使用该控制器的原边反馈控制AC/DC转换器。该误差放大器包括跨导运算放大器和求和模块。所述跨导运算放大器的同相输入端接收输入采样电压，反相输入端接收参考电压。所述求和模块的第一输入端经直流通路与所述跨导运算放大器的输出端相连以接收所述跨导运算放大器的直流输出，所述求和模块的第二输入端经交流通路与所述跨导运算放大器的输出端相连以接收所述跨导运算放大器的交流输出。实施本发明的误差放大器，使用该误差放大器的控制器以及使用该控制器的原边反馈控制AC/DC转换器，在保持原边反馈控制AC/DC转换器的稳定性的同时提高电压输出精度。
文档编号H03F3/45GK102545808SQ20121001406
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者朱建培 申请人:辉芒微电子(深圳)有限公司