自适应采样电路、印刷电路板、原边反馈恒压系统及开关电源系统技术方案

本实用新型专利技术披露一自适应采样电路、印刷电路板、原边反馈恒压系统及开关电源系统，所述自适应采样电路包括：峰值参考电压生成模块、运算模块、斜坡电压生成模块、比较模块及脉冲生成模块；峰值参考电压生成模块用于生成电流峰值参考电压；运算模块用于将电流峰值参考电压进行比例运算，并输出采样参考电压；斜坡电压生成模块用于产生斜坡电压；比较模块用于将采样参考电压与斜坡电压进行比较，当斜坡电压大于采样参考电压时，输出一高电平的采样标识信号，否则，输出一低电平的采样标识信号；脉冲生成模块用于接收采样标识信号，并在采样标识信号的上升沿产生一窄脉冲信号，以至采用自适应采样电路的开关电源系统的采样时间自动跟随电流峰值变化而变化。

Adaptive sampling circuit, printed circuit board, primary side feedback constant voltage system and switching power supply system

The utility model discloses an adaptive sampling circuit, printed circuit board, the primary side feedback system and constant voltage switching power supply system, the adaptive sampling circuit includes: peak voltage reference generating module, operation module, ramp voltage generating module and a comparison module and pulse generating module; the peak reference voltage generating module for generating peak current reference voltage; the operation module is used to convert the current peak voltage reference of the scaling, and the output reference voltage sampling; ramp voltage generating module for generating a ramp voltage; comparison module is used to compare the sampling voltage and the reference voltage ramp slope, when the voltage is greater than the reference voltage sampling, the sampling signal and outputs a high level signal output sampling or identification a low level; pulse generating module is used for receiving the sampling signal and the sampling and A narrow pulse signal is generated on the rising edge of the identification signal, and the sampling time of the switching power supply system adopting the adaptive sampling circuit is automatically changed according to the change of the current peak value.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子领域，尤其涉及自适应采样电路、印刷电路板、原边反馈恒压系统及开关电源系统。
技术介绍
图1是一种常用的原边反馈恒压系统。如图所示，D1～D4是整流桥，C1为输入端电容，交流电压经过整流桥和电容C1之后滤波为直流电压(Vbus)；Rst是启动电阻，一端电连接至Vbus，另一端电连接至芯片引脚VCC；C2是连接至芯片IC1的引脚VCC的电容；启动时，电阻Rst上流经的电流给电容C2充电，当芯片IC1的引脚VCC的电压达到芯片设定的阈值电压时，芯片启动，输出一开关信号以驱动场效应管Q1；IC1为控制芯片，Q1为功率开关管，T1为变压器，Rcs为原边绕组电流采样电阻，原边绕组上流过的电流流经启动电阻Rcs，启动电阻Rcs的一端电连接至芯片IC1的CS引脚，另一端接地，芯片IC1的CS引脚的电压正比于原边绕组电流；第一电阻R1和第二电阻R2为辅助绕组电压的分压电阻，FB为芯片IC1的反馈引脚，用以间接反映输出电压；第五二极管D5、第四电阻R4和第四电容C4是原边RCD吸收电路；第六二极管D6是辅助边二极管，第七二极管D7是副边二极管，第三电容C3是输出电容。根据图1所示，虽然反馈引脚FB的电位能间接反映输出电压，但是由于该电位表现为脉冲电压，如图2所示的断续模式的FB波形，其中GATE为芯片IC1的GATE引脚的波形，FB为芯片IC1的FB引脚的波形，ip为变压器原边绕组电流波形，is为变压器副边绕组电流波形。综上，FB只是在一个周期的退磁时间(Tdemag)内反映输出电压，于是需要采样电路在退磁时间内的某个时刻采集FB引脚上的电压信号。现有的原边反馈恒压系统控制芯片内部的恒压采样电路大多采用固定时间采样，从原边功率开关管关断开始计时，经过固定时间后对反馈电压(FB)进行采样。虽然比较容易实现固定时间采样电路，但是固定时间采样电路存有一定的缺点：原边反馈恒压系统为了实现低噪以及尽可能小的空载功耗，在不同负载时，芯片内部通常将原边电流峰值设置为不同。当负载较重时，原边电流峰值较高；当负载较轻时，原边电流峰值较低。如图3所示：对于原边反馈的恒压系统来说，通常工作在断续模式，对于不同的原边电流峰值(Ipp)，副边电流峰值也等比例变化(Isp)，遵循如下等式：Isp＝Nps*Ipp，其中，Nps为原副边匝比。若使用固定时间(Tsh)采样，对于不同原边电流峰值来说，采样点处副边二极管上流过的电流(即副边电流is)不一样，导致采样点处副边二极管上的压降(VD)不一样，为ΔVD的差异，该ΔVD电压差异会加在输出电压上，Vo＝Vs-VD，其中，Vs为变压器副边电压(通过反馈环路，Vs保持恒定)，Vo为输出电压，不同负载时，VD有差异，于是，输出电压也会有差异，进而输出恒压精度必然会降低，尤其对于输出电压较低的系统而言，该差异会影响更大。因此，亟需提供一种新的自适应采样电路及采用该电路的原边反馈恒压系统，以解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种自适应采样电路、印刷电路板、原边反馈恒压系统及开关电源系统，其采用自适应采样方式，以至采样时间自动跟随电流峰值变化而变化，与现有的固定时间采样方式相比，可以极大地减小甚至消除不同负载时采样点处副边二极管的电压降之差，从而使得输出电压精度得到提高。依据本技术的一方面，提供一种自适应采样电路，包括：一峰值参考电压生成模块、一运算模块、一斜坡电压生成模块、一比较模块、一脉冲生成模块；其中，所述峰值参考电压生成模块用于生成一电流峰值参考电压；所述运算模块与所述峰值参考电压生成模块相连，用于将所述电流峰值参考电压进行比例运算，并且输出一采样参考电压至所述比较模块；所述斜坡电压生成模块用于产生一斜坡电压，并且输出至所述比较模块；所述比较模块用于将所述采样参考电压与所述斜坡电压进行比较，当所述斜坡电压大于所述采样参考电压时，输出一高电平的采样标识信号，当所述斜坡电压小于或者等于所述采样参考电压时，输出一低电平的采样标识信号；所述脉冲生成模块用于接收采样标识信号，并且在采样标识信号的上升沿，产生一窄脉冲信号，以至采用自适应采样电路的开关电源系统的采样时间自动跟随电流峰值变化而变化。在本技术的一实施例中，所述运算模块包括：一运算放大器、一第一电阻和一第二电阻；所述运算放大器的第一输入端接收所述峰值参考电压生成模块的电流峰值参考电压，所述运算放大器的第二输入端分别电连接至第一电阻的一端和第二电阻的一端；所述第一电阻的另一端电连接至所述运算放大器的输出端；所述第二电阻的另一端接地。在本技术的一实施例中，所述电流峰值参考电压与所述采样参考电压成比例放大关系。在本技术的一实施例中，所述电流峰值参考电压与所述采样参考电压成比例缩小关系。在本技术的一实施例中，所述斜坡电压生成模块包括：一第一固定偏置电流源、一开关控制单元、一第一开关、一固定电压源和一第一电容；其中所述第一固定偏置电流源通过所述第一开关电连接至所述固定电压源，且所述第一固定偏置电流源电连接至所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；所述开关控制单元用于输出一开关控制信号，以控制所述第一开关的导通或关断；当所述第一开关为导通时，所述第一电容的一端的电压等于所述固定电压源的电压，当所述第一开关为关断时，所述第一固定偏置电流源对所述第一电容进行充电，并且在所述第一电容的一端产生一与所述固定电压源的电压相等的电压为起点且上升的斜坡电压。在本技术的一实施例中，当所述开关控制信号为高电平时，所述第一开关为导通；当所述开关控制信号为低电平时，所述第一开关为关断。在本技术的一实施例中，所述斜坡电压生成模块包括：一第一固定偏置电流源、一开关控制单元、一第一开关和一第一电容；其中所述第一固定偏置电流源通过所述第一开关电连接地，且所述第一固定偏置电流源电连接至所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；所述开关控制单元用于输出一开关控制信号，以控制所述第一开关的导通或关断；当所述第一开关为导通时，所述第一电容的一端的电压等于零，当所述第一开关为关断时，所述第一固定偏置电流源对所述第一电容进行充电，并且在所述第一电容的一端产生一零电压为起点且上升的斜坡电压。在本技术的一实施例中，当所述开关控制信号为高电平时，所述第一开关为导通；当所述开关控制信号为低电平时，所述第一开关为关断。在本技术的一实施例中，所述比较模块包括：一比较器，用于将所述采样参考电压与所述斜坡电压进行比较，根据比较结果输出不同电平的采样标识信号。依据本技术的另一方面，提供一种印刷电路板，所述印刷电路板包括上述自适应采样电路。依据本技术的另一方面，提供一种原边反馈恒压系统，其包括一整流桥、一滤波模块、一启动供电模块、一驱动模块、一原边吸收模块、一原边电流采样模块、一电压采样模块、一变压模块、一副边输出模块以及一负载；其中所述整流桥的输入端与市电连接，用于将交流电整流为直流电，并传送至所述滤波模块；所述滤波模块用于对直流电进行滤波；所述启动供电模块与所述滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应采样电路，其特征在于，包括：一峰值参考电压生成模块、一运算模块、一斜坡电压生成模块、一比较模块、一脉冲生成模块；其中，所述峰值参考电压生成模块用于生成一电流峰值参考电压；所述运算模块与所述峰值参考电压生成模块相连，用于将所述电流峰值参考电压进行比例运算，并且输出一采样参考电压至所述比较模块；所述斜坡电压生成模块用于产生一斜坡电压，并且输出至所述比较模块；所述比较模块用于将所述采样参考电压与所述斜坡电压进行比较，当所述斜坡电压大于所述采样参考电压时，输出一高电平的采样标识信号，当所述斜坡电压小于或者等于所述采样参考电压时，输出一低电平的采样标识信号；所述脉冲生成模块用于接收采样标识信号，并且在采样标识信号的上升沿，产生一窄脉冲信号，以至采用自适应采样电路的开关电源系统的采样时间自动跟随电流峰值变化而变化。

【技术特征摘要】
1.一种自适应采样电路，其特征在于，包括：一峰值参考电压生成模块、一运算模块、
一斜坡电压生成模块、一比较模块、一脉冲生成模块；其中，
所述峰值参考电压生成模块用于生成一电流峰值参考电压；
所述运算模块与所述峰值参考电压生成模块相连，用于将所述电流峰值参考电压进行
比例运算，并且输出一采样参考电压至所述比较模块；
所述斜坡电压生成模块用于产生一斜坡电压，并且输出至所述比较模块；
所述比较模块用于将所述采样参考电压与所述斜坡电压进行比较，当所述斜坡电压大
于所述采样参考电压时，输出一高电平的采样标识信号，当所述斜坡电压小于或者等于所
述采样参考电压时，输出一低电平的采样标识信号；
所述脉冲生成模块用于接收采样标识信号，并且在采样标识信号的上升沿，产生一窄
脉冲信号，以至采用自适应采样电路的开关电源系统的采样时间自动跟随电流峰值变化而
变化。
2.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述运算模块包括：一运算
放大器、一第一电阻和一第二电阻；所述运算放大器的第一输入端接收所述峰值参考电压
生成模块的电流峰值参考电压，所述运算放大器的第二输入端分别电连接至第一电阻的一
端和第二电阻的一端；所述第一电阻的另一端电连接至所述运算放大器的输出端；所述第
二电阻的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述电流峰值参考电压与所
述采样参考电压成比例放大关系。
4.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述电流峰值参考电压与所
述采样参考电压成比例缩小关系。
5.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述斜坡电压生成模块包括：
一第一固定偏置电流源、一开关控制单元、一第一开关、一固定电压源和一第一电容；其
中所述第一固定偏置电流源通过所述第一开关电连接至所述固定电压源，且所述第一固定
偏置电流源电连接至所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；所述开关控制单
元用于输出一开关控制信号，以控制所述第一开关的导通或关断；当所述第一开关为导通
时，所述第一电容的一端的电压等于所述固定电压源的电压，当所述第一开关为关断时，
所述第一固定偏置电流源对所述第一电容进行充电，并且在所述第一电容的一端产生一与
所述固定电压源的电压相等的电压为起点且上升的斜坡电压。
6.根据权利要求5所述的自适应采样电路，其特征在于，当所述开关控制信号为高电
平时，所述第一开关为导通；当所述开关控制信号为低电平时，所述第一开关为关断。
7.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述斜坡电压生成模块包括：
一第一固定偏置电流源、一开关控制单元、一第一开关和一第一电容；其中所述第一固定
偏置电流源通过所述第一开关电连接地，且所述第一固定偏置电流源电连接至所述第一电
容的一端，所述第一电容的另一端接地；所述开关控制单元用于输出一开关控制信号，以
控制所述第一开关的导通或关断；当所述第一开关为导通时，所述第一电容的一端的电压
等于零，当所述第一开关为关断时，所述第一固定偏置电流源对所述第一电容进行充电，
并且在所述第一电容的一端产生一零电压为起点且上升的斜坡电压。
8.根据权利要求7所述的自适应采样电路，其特征在于，当所述开关控制信号为高电
平时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜小茹，孙顺根，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31