一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路及方法技術

本發明專利技術公開了一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，所述誤差放大控制電路包括：一恒壓恒流切換單元，用于對輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行切換輸入；一誤差放大器單元，用于對輸出電壓反饋信號FB或者輸出電流采樣信號VCS進行誤差放大；一基準電壓產生單元，用于產生誤差放大器基準電壓；一誤差放大器補償網絡單元，用于對誤差放大器單元輸出信號進行補償輸出。本發明專利技術精簡了控制電路和減小了控制芯片的面積，提高了芯片集成度；大大降低了控制芯片的成本。

An Error Amplification Control Circuit and Method for Constant Voltage and Constant Current Output Circuit of Switching Power Supply

【技術實現步驟摘要】
一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路及方法
本專利技術涉及誤差放大控制電路及方法，尤其涉及一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路及方法。
技術介紹
隨著開關電源在電子設備的應用越來越廣泛，現階段對開關電源轉換電路的性能要求也越來越高。其中，開關電源轉換電路具有恒壓恒流輸出功能是必須滿足的指標之一。目前，開關電源恒壓恒流輸出功能普遍采用誤差放大控制電路來實現。圖1是傳統的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，通常包括：恒壓誤差放大器單元U1，恒流誤差放大器單元U2，恒壓基準電壓單元U3，恒流基準電壓單元U4，恒壓誤差放大器補償網絡電阻R1，恒壓誤差放大器補償網絡電容C1，恒流誤差放大器補償網絡電阻R2，恒流誤差放大器補償網絡電容C2，電平轉換單元PMOS晶體管P1，電平轉換單元電阻R3，電平轉換單元PMOS晶體管P2，電平轉換單元電阻R4，電平轉換單元NMOS晶體管管N1，電流源I1，電流源I2和電流源I3。在開關電源恒壓工作階段，輸出電壓反饋信號FB在恒壓誤差放大器單元U1作用下使得FB＝REFV；此時輸出電流采樣信號VCS一直小于恒流基準電壓單元U4的基準電壓REFC，恒流誤差放大器單元U2的輸出電壓COMPC為電源電壓。那么，恒壓誤差放大器單元U1的輸出電壓COMPV通過電平轉換單元PMOS晶體管P1和電平轉換單元NMOS晶體管N1的兩次電平轉換，最終輸出誤差放大控制信號COMP。在開關電源恒流工作階段，輸出電流采樣信號VCS在恒流誤差放大器單元U2作用下使得VCS＝REFC；此時輸出電壓反饋信號FB一直小于恒壓基準電壓單元U3的基準電壓REFV，恒壓誤差放大器單元U1的輸出電壓COMPV為電源電壓。那么，恒流誤差放大器單元U2的輸出電壓COMPC通過電平轉換單元PMOS晶體管P2和電平轉換單元NMOS晶體管N1的兩次電平轉換，最終輸出誤差放大控制信號COMP。因此，傳統的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，在恒壓和恒流兩個階段分別由兩組誤差放大控制電路來工作，再通過電平轉換和組合把兩組的誤差放大控制電路輸出電源COMPC和COMPV轉換成一個輸出電壓COMP。傳統的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路采用了兩組獨立的誤差放大控制電路。這種控制電路存在以下缺點：由于采用了兩組獨立的誤差放大控制電路，那么也需要兩組獨立誤差放大器補償網絡R1、C1和R2、C2。在系統集成化越來越高的今天，誤差放大器補償網絡R1、C1和R2、C2需要集成在控制芯片內部，那么兩個獨立的誤差放大器補償網絡R1、C1和R2、C2會占用很大比例的芯片面積。這影響了控制芯片的集成度從而提高了芯片的成本。在追求高集成度和低成本方面，這種傳統的采用兩組獨立誤差放大器補償網絡的誤差放大控制電路具有明顯的局限性。因此，研發一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路及方法，成為本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術是為了解決上述不足，提供了一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路及方法。本專利技術的上述目的通過以下的技術方案來實現：一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，所述誤差放大控制電路包括：一恒壓恒流切換單元，用于對輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行切換輸入；一誤差放大器單元，用于對輸出電壓反饋信號FB或者輸出電流采樣信號VCS進行誤差放大；一基準電壓產生單元，用于產生誤差放大器基準電壓；一誤差放大器補償網絡單元，用于對誤差放大器單元輸出信號進行補償輸出。更進一步地，本專利技術同時公開了一種開關電源恒壓恒流輸出電路，該開關電源恒壓恒流輸出電路包括：一誤差放大控制單元，一輸出電流采樣單元，一功率管電流采樣單元，一比較器單元，一振蕩器單元，一邏輯驅動單元，一高邊功率管，一低邊功率管，一輸入濾波電容，一電感，一輸出電流采樣電阻，一輸出電壓反饋電阻網絡和一輸出電容。更進一步地，該恒壓恒流切換單元的第一個輸入端連接該輸出電壓反饋電阻網絡的輸出端；該恒壓恒流切換單元的第二個輸入端連接該輸出電流采樣單元的輸出端；該誤差放大器單元的負輸入端連接該恒壓恒流切換單元的輸出端；該誤差放大器單元的正輸入端連接該基準電壓產生單元的輸出端，該誤差放大器單元的輸出端連接該誤差放大器補償網絡單元的輸入端，同時也連接該比較器單元的正輸入端。更進一步地，該恒壓恒流切換單元包括：一運算放大器1單元，一運算放大器2單元，一NMOS晶體管，第一電阻和第二電阻。該運算放大器1單元的正輸入端連接該輸出電壓反饋電阻網絡的輸出端；該運算放大器1單元的負輸入端連接該NMOS晶體管的源極，其輸出端連接該NMOS晶體管的柵極；該運算放大器2單元的正輸入端連接該輸出電流采樣單元的輸出端，該運算放大器2單元的負輸入端連接該NMOS晶體管的源極，其輸出端連接該NMOS晶體管的柵極；該第一電阻的一端連接VDD電源，其另一端連接該NMOS晶體管的漏極；該第二電阻的一端連接地，其另一端連接該NMOS晶體管的源極；該NMOS晶體管的源極連接該誤差放大器的負輸入端。本專利技術同時公開了一種用于開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制方法。將該開關電源恒壓恒流輸出電路的輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行恒壓恒流切換，分別在恒壓階段和恒流階段輸出到誤差放大器單元與該誤差放大器的基準電壓REF進行誤差放大，將所得的誤差放大器的輸出電壓COMP作為該比較器的閾值電壓。在閉環控制過程中，該開關電源恒壓恒流輸出電路通過閉環反饋能自動的調節該比較器的閾值電壓COMP，從而自動的調整了該電感的峰值電流，使得該誤差放大器單元的正負輸入端電壓相等，從而實現了開關電源恒壓恒流輸出的功能。與傳統的用于開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制技術相比較，本專利技術的用于開關電源恒壓恒流輸出的誤差放大控制電路，通過恒壓恒流切換單元，使得恒壓和恒流階段共用一個誤差放大控制電路，從而只需要一組誤差放大器補償網絡。這顯著地精簡了控制電路和減小了控制芯片的面積，提高了芯片集成度；因此也大大降低了控制芯片的成本。在追求高性能和低成本方面，本專利技術所應用的控制芯片具有更大的競爭優勢。附圖說明圖1為傳統的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路；圖2為本專利技術的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路；圖3為采用本專利技術的誤差放大控制電路的開關電源恒壓恒流輸出電路的實施例；圖4為本專利技術的恒壓恒流切換單元的一個具體實施例；圖5為本專利技術的恒壓恒流切換單元的一個具體實施例的關鍵節點波形。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施例作進一步的詳細描述。本專利技術解決了傳統的用于開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路需要兩組獨立的誤差放大控制電路，誤差放大器補償網絡占用很大比例的芯片面積等問題。通過恒壓恒流切換單元，使得恒壓和恒流階段共用一個誤差放大器電路，因此只需要一組誤差放大器補償網絡。從而精簡了控制電路和減小了控制芯片的面積，提高了控制芯片集成度也降低了控制芯片的成本。實施例：如圖2所示，為本專利技術的開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路。所述誤差放大控制電路包括：一恒壓恒流切換單元，用于對輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行切換輸入；一誤差放大器單元，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，其特征在于：所述誤差放大控制電路包括：一恒壓恒流切換單元，用于對輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行切換輸入；一誤差放大器單元，用于對輸出電壓反饋信號FB或者輸出電流采樣信號VCS進行誤差放大；一基準電壓產生單元，用于產生誤差放大器基準電壓；一誤差放大器補償網絡單元，用于對誤差放大器單元輸出信號進行補償輸出。

【技術特征摘要】
1.一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，其特征在于：所述誤差放大控制電路包括：一恒壓恒流切換單元，用于對輸出電壓反饋信號FB和輸出電流采樣信號VCS進行切換輸入；一誤差放大器單元，用于對輸出電壓反饋信號FB或者輸出電流采樣信號VCS進行誤差放大；一基準電壓產生單元，用于產生誤差放大器基準電壓；一誤差放大器補償網絡單元，用于對誤差放大器單元輸出信號進行補償輸出。2.如權利要求1所述的一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，其特征在于：所述開關電源恒壓恒流輸出電路包括：輸出電流采樣單元，功率管電流采樣單元，比較器單元，振蕩器單元，邏輯驅動單元，高邊功率管，低邊功率管，輸入濾波電容，電感，輸出電流采樣電阻，輸出電壓反饋電阻網絡和輸出電容。3.如權利要求1所述的一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，其特征在于：所述恒壓恒流切換單元的第一個輸入端連接所述輸出電壓反饋電阻網絡的輸出端；所述恒壓恒流切換單元的第二個輸入端連接所述輸出電流采樣單元的輸出端；所述誤差放大器單元的負輸入端連接所述恒壓恒流切換單元的輸出端；所述誤差放大器單元的正輸入端連接所述基準電壓產生單元的輸出端，所述誤差放大器單元的輸出端連接所述誤差放大器補償網絡單元的輸入端，同時也連接所述比較器單元的正輸入端。4.如權利要求1所述的一種開關電源恒壓恒流輸出電路的誤差放大控制電路，其特征在于：所述恒壓恒流切換單元包括：運算放大器1單元，運算放大器2單元，NMOS晶體管，第一電阻和第二電阻；所述運算放大器1單元的正輸入...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳志斌，黃欽陽，鄧小兵，
申請(專利權)人：深圳天源中芯半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44