一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器的製造方法
2023-04-26 15:26:36 1
一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器，開關電源包括MOSFET開關管，固定導通時間控制器包括RS觸發器、時間延時器和比較器，時間延時器與RS觸發器連接，RS觸發器的輸出端與MOSFET開關管連接，RS觸發器的輸入端與比較器的輸出端連接，比較器一個輸入端與開關電源的輸出端連接，另一個輸入端連接直流偏置校正電路，直流偏置校正電路包括減法器、數字處理器和參考電壓，減法器一端與比較器連接，另一端分別連接數字處理器和參考電壓，數字處理器和參考電壓分別接地，數字處理器向減法器輸出電壓補償量。與現有技術相比，本發明具有有效消除直流偏置、結構簡單等優點。
【專利說明】—種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種開關電源，尤其是涉及一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器。
【背景技術】
[0002]隨著行動裝置的飛速發展，作為它們電源管理系統的直流-直流斬波器即開關電源必須滿足以下技術需求:(I)輸出電壓低；(2)輸出電壓精度高；(3)體積小；(4)輸出負載瞬變時，輸出電壓的瞬態過衝小。以上需求對開關電源的穩態和動態特性提出了較高的要求，對開關電源的控制方法提出了新的挑戰。其中，傳統型固定導通時間控制方法由於其滿足穩定性、動態性能和簡單性的基本要求，而廣泛的應用於開關電源中，傳統型固定導通時間控制器如圖1所示。但是，這種控制方法有一個缺點就是存在直流偏置問題，由於某些電子設備，例如計算機，對電源的精度要求高，且由於固定導通時間控制的特性，輸出電壓必然大於參考電壓，由此必然導致輸出電壓的平均值與參考電壓之間存在直流偏置。因此，傳統型固定導通時間控制方法難以滿足輸出電壓高精度技術指標。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種有效消除直流偏置、結構簡單的帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器。
[0004]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器，所述的開關電源包括MOSFET開關管，所述的固定導通時間控制器包括RS觸發器、時間延時器和比較器，所述的時間延時器與RS觸發器連接，所述的RS觸發器的輸出端與MOSFET開關管連接，RS觸發器的輸入端與比較器的輸出端連接，所述的比較器一 個輸入端與開關電源的輸出端連接，另一個輸入端連接直流偏置校正電路，所述的直流偏置校正電路包括減法器、數字處理器和參考電壓，所述的減法器一端與比較器連接，另一端分別連接數字處理器和參考電壓，所述的數字處理器和參考電壓分別接地，所述的數字處理器向減法器輸出電壓補償量。
[0006]所述的電壓補償量VDCffset的表達式為:
[0007]^Dcoffset，_VoDC~Vref
[0008]式中，V*為傳統型固定導通時間控制器的平均輸出電壓，Vref為參考電壓；
[0009]輸入比較器的參考電壓為:
[001 O] Vref— new — Vref-^Dcoffset。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0012](I)本發明基於外部補償來消除輸出電壓的直流偏置，具有快速瞬態響應特性，實現輸出電壓精確跟蹤想要的參考電壓，從而有效地校正了輸出電壓，消除直流偏置；
[0013](2)本發明只需要一個數字處理器晶片得到補償量，需用的器件數量少，結構簡單
[0014](3)本發明由於只是對參考電壓的補償，在消除了輸出電壓直流偏置的同時，仍舊保持控制電路的動態特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為傳統型固定導通時間控制器的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明的結構示意圖；
[0017]圖3為傳統型控制電路的穩態輸出電壓波形；
[0018]圖4為本發明帶有外部補償的穩態輸出電壓波形；
[0019]圖5為rESR很小時傳統型和本發明的穩態輸出仿真波形；
[0020]圖6為rESR中等大小時傳統型和本發明的穩態輸出仿真波形；
[0021]圖7為rESR很大時傳統型和本發明的穩態輸出仿真波形。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0023]如圖2所示，一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器，所述的開關電源包括MOSFET開關管S、電力二極體D、濾波電感L、濾波電容C、濾波電容的等效串聯電阻rESK和負載R，濾波電感電流為L濾波電容電壓為V。，等效串聯電阻的電壓為VESK，負載電流為i。；所述的固定導通時間控制器包括RS觸發器1、時間延時器2和比較器3，所述的時間延時器2與RS觸發器I連接，所述的RS觸發器的輸出端與MOSFET開關管S連接，RS觸發器I的輸入端與比較器3的輸出端連接,所述的比較器3 —個輸入端與開關電源的輸出端連接，另一個輸入端連接直流偏置校正電路4，所述的直流偏置校正電路4包括減法器、數字處理器和參考電壓VMf，所述的減法器一端與比較器連接，另一端分別連接數字處理器和參考電壓，所述的數字處理器和參考電壓分別接地，所述的數字處理器向減法器輸出電壓補償量。
[0024]傳統型固定導通時間控制器中，有:
【權利要求】
1.一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器，所述的開關電源包括MOSFET開關管，所述的固定導通時間控制器包括RS觸發器、時間延時器和比較器，所述的時間延時器與RS觸發器連接，所述的RS觸發器的輸出端與MOSFET開關管連接，RS觸發器的輸入端與比較器的輸出端連接，其特徵在於，所述的比較器一個輸入端與開關電源的輸出端連接，另一個輸入端連接直流偏置校正電路，所述的直流偏置校正電路包括減法器、數字處理器和參考電壓，所述的減法器一端與比較器連接，另一端分別連接數字處理器和參考電壓，所述的數字處理器和參考電壓分別接地，所述的數字處理器向減法器輸出電壓補償量。
2.根據權利要求1所述的一種帶有外部補償的開關電源固定導通時間控制器，其特徵在於，所述的電壓補償量VDCMfse;t的表達式為:
^DCoffset VoDC ^ref 式中，Vi為傳統型固定導通時間控制器的平均輸出電壓，Vref為參考電壓； 輸入比較器的參考電壓為:
^ref new ≤ref ≤DCoffset ?
【文檔編號】H02M1/08GK103887970SQ201410095732
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】趙晉斌, 劉爭光, 屈克慶 申請人:上海電力學院