CN108712068A - 一种补偿电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种补偿电路。利用控制IC的升压引脚BOS产生的交流信号在特定负载跳变时对软启动单元进行补偿，保证特定负载跳变时软启动的成功进行，来避免误触发控制IC误触发保护状态，从而维持输出稳定。本发明电路简单、实现成本低、创新性地规避了低电压输入下电源模块带容性负载进行负载切换时的输出异常问题。同时，用于补偿的信号源只在控制IC供电端口欠压及控制IC保护状态(如上述提及的计时周期)存在，对于系统正常稳态工作不产生影响。

Description

一种补偿电路
技术领域
本发明涉及一种补偿电路，特别涉及一种采用交流信号源的补偿电路。
背景技术
在开关电源中，一般设置控制IC反馈脚FB在启机过程中缓慢上升以改善开机过冲，即软启动，此时反馈脚FB参与控制软启动，为控制IC软启动单元外部引脚。启机过程中，在一定周期内(以下称为计时周期)，若FB未能正常上升，则软启动失败，此时通常控制IC会认为工作异常，而进入保护状态。输出带容性负载时，若负载由重载向轻载跳变，则输出电压长时间维持在设定值以上，从而控制IC反馈脚FB被抽电至低电平，并停止开关管驱动。开关电源中，对于控制IC的供电一般采用变压器绕组供电，因此控制IC的电源端口在开关管驱动停止期间无供电源供电，仅由储能电容维持。当输入电压为小于控制IC电源端口欠压保护值的低压时，控制IC电源端口电压会下降至欠压保护值，电路上设计为控制IC重新启机，此时需再次进行软启动，而控制IC反馈脚FB依然被输出抽电，计时周期内无法正常上升，软启动失败，IC进入保护状态，输出随之发生异常。
对于以上情况，一般可采取增大IC电源端口储能电容或供电绕组电压的方式避免控制IC因供电端口欠压而再次进行软启动。这种方式最大的缺点是即便系统有较快的响应速度，输出持续抽电IC反馈脚FB的时间依然很长，IC电源端口储能电容理论计算值达到10uF级别，这对于产品的小型化及低成本化都是不利的。同时大储能电容也会带来更长的开机延迟时间。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种补偿电路，能够在控制IC电源端口欠压保护后重启的计时周期内对控制IC反馈脚进行补偿，从而使控制IC能够正常软启动，避免控制IC误进入保护状态。
本发明通过以下技术方案实现：
一种补偿电路，用于为控制IC的反馈引脚FB提供补偿，包括交流单向耦合电路；所述的的交流单向耦合电路的输入端连接控制IC的升压引脚BOS输出的交变信号，所述的交变信号经交流单向耦合电路给控制IC的反馈引脚FB提供补偿，使控制IC在欠压后也能重新软启动正常工作。
优选的，所述的交流单向耦合电路包括二极管D1和耦合电容C1；二极管D1的阳极作为单向耦合电路的输入端连接所述的交变信号，二极管D1的阴极连接耦合电容C1一端，耦合电容C1另一端作为交流单向耦合电路的输出端连接控制IC的反馈引脚FB。
作为交流单向耦合电路的另一种形式，所述的交流单向耦合电路包括二极管D1和耦合电容C1；耦合电容C1的一端作为单向耦合电路的输入端连接所述的交变信号，耦合电容C1另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极作为交流单向耦合电路的输出端连接控制IC的反馈引脚FB。
优选的，所述的补偿电路还包括泄放电阻R1，所述的泄放电阻R1并联在耦合电容C1两端。
优选的，所述的补偿电路还包括旁路电容C2，所述的旁路电容C2一端连接所述单向耦合电路的输出端，所述的旁路电容C2的另一端接输入地。
泄放电阻R1在交流信号负半波周期释放上述耦合电路中的电荷；旁路电容C2用于吸收耦合高频交流信号产生的尖峰。
本发明的工作原理如下：输出带容性负载条件下，若负载由重载向轻载跳变，则输出电压长时间维持在设定值以上，从而控制IC反馈脚FB被抽电至低电平，并停止开关管驱动。开关电源中，对于控制IC的供电一般采用变压器绕组供电，因此控制IC的电源端口VDD在开关管驱动停止期间无供电源供电，仅由储能电容维持。当输入电压为小于控制IC电源端口欠压保护值的低压时，控制IC电源端口VDD电压会下降至欠压保护值。此时，电路上设计为控制IC重新启机，通过控制IC的升压引脚BOS输出方波信号控制IC内部的BOOST电路将输入电压升压，使IC的电源端口重新达到开启值，随后控制IC重新进行软启动。同时控制IC进入计时周期，在计时周期内控制IC BOS脚会输出方波以维持控制IC电源端口电压，避免其反复欠压。若无本发明电路，在软启动时FB被输出反馈抽电，软启动失败，IC进入保护状态。本发明通过建立控制IC BOS脚与FB脚的交流耦合通道，在上述重新软启动过程中对FB馈电，使得软启动成功完成，计时周期内系统正常过渡到轻载状态后BOS脚停止方波信号，对FB馈电停止，不参与反馈信号调节。
本发明利用交流信号进行耦合补偿，具有以下显著特点：
1、本发明有效地避免了上述负载扰动下控制IC误触发保护状态，系统输出正常；
2、本发明仅在BOS脚工作时进行补偿，系统稳态工作时对系统无影响；
3、本发明利用系统自身交流信号进行补偿，极大地节省了外围电路，电路简单易实现。
附图说明：
图1为传统的控制IC部分外围电路；
图2为本发明的补偿电路在控制IC外围电路中应用的电路原理图。
具体实施方式
第一实施案例：
图2示出了本发明应用的电路原理图。
本发明具有以下6个特征：
1、电路简单，器件成本低；
2、交流信号正向半波补偿；
3、特定脚位特定工作状态进行补偿，不对系统正常工作带来负面影响；
4、在交流信号负向半波对耦合电容电荷进行泄放，保证下个信号周期依然有较大的补偿能力；
5、受器件温度特性及容差影响小；
6、增加对控制IC的反馈脚FB(信号敏感脚位)的补偿路径，布板实现以最小环路面积与远离系统动点效果最佳。
一种补偿电路，包括交流单向耦合电路、泄放电阻R1和旁路电容C2。交变信号经交流单向耦合电路为控制IC的反馈引脚FB提供补偿，通过反馈引脚FB为控制IC的软启动单元提供补偿，维持特定负载扰动下IC的正常工作。泄放电阻R1在交流信号负半波周期释放上述交流单向耦合电路中的电荷；旁路电容C2用于吸收交流单向耦合电路中高频交流信号产生的尖峰。
所述的交流单向耦合电路包括二极管D1和耦合电容C1。所述的二极管D1阳极连接作为交流单向耦合电路的输入端连接控制IC的BOS引脚，控制IC通过BOS引脚产生一个交变的信号源；D1的阴极连接耦合电容C1一端，耦合电容C1另一端作为交流单向耦合电路的输出端连接控制IC的反馈引脚FB。
所述的泄放电阻R1并联在耦合电容C1两端。
所述的旁路电容C2一端连接控制IC的反馈引脚FB，另一端接输入地。
现结合附图2，对本发明的工作原理说明如下：
在输出带容性负载条件下，负载由重载向轻载跳变，则输出电压长时间维持在设定值以上，从而IC反馈脚FB被抽电至低电平，并停止开关管驱动。开关电源中，对于控制IC的供电一般采用变压器绕组供电，因此在低压输入下，控制IC的电源端口在FB被钳位期间无供电源供电，仅由储能电容维持。当供电电压低于控制IC的欠压保护值时，电路上设计为控制IC重新启机，即控制IC BOS脚输出方波信号控制BOOST电路升压，使IC的电源端口重新达到开启值，随后IC重新开始软启动。在计时周期内控制IC BOS脚会输出方波以维持控制IC电源端口即VDD电压，避免其反复欠压。在计时周期内，BOS脚产生的交流方波信号通过D1、C1构成的耦合路径对IC反馈脚FB进行补偿，这种补偿具有单向特性，D1使方波信号正半波可以通过C1对FB进行补偿，而负半波信号因D1的截止而无法通过C1，避免了负半波信号从FB抽电。在C1两端并联泄放电阻R1，在上述负半波周期内C1两端电荷可以通过R1泄放，使得下一个周期本发明电路仍然有较强的补偿能力。这种补偿促使软启动成功，系统过渡到轻载。此时控制IC退出计时周期，BOS脚停止方波信号输出，补偿停止。
滤波电容C2可吸收系统启机时，特别是输入高压启机时BOS方波信号带来的过高尖峰。应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，例如，不使用R1在负半波释放C1电荷、系统启机时耦合BOS脚尖峰较小而不使用C2、改变C1与D1的串联顺序等等，也能实现本发明的目的，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种补偿电路，用于为控制IC的反馈引脚FB提供补偿，其特征在于：包括交流单向耦合电路；所述的的交流单向耦合电路的输入端连接控制IC的升压引脚BOS输出的交变信号，所述的交变信号经交流单向耦合电路给控制IC的反馈引脚FB提供补偿，使控制IC在欠压后也能重新软启动正常工作。
2.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于：所述的交流单向耦合电路包括二极管D1和耦合电容C1；二极管D1的阳极作为单向耦合电路的输入端连接所述的交变信号，二极管D1的阴极连接耦合电容C1一端，耦合电容C1另一端作为交流单向耦合电路的输出端连接控制IC的反馈引脚FB。
3.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于：所述的交流单向耦合电路包括二极管D1和耦合电容C1；耦合电容C1的一端作为单向耦合电路的输入端连接所述的交变信号，耦合电容C1另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极作为交流单向耦合电路的输出端连接控制IC的反馈引脚FB。
4.根据权利要求2或3所述的补偿电路，其特征在于：所述的补偿电路还包括泄放电阻R1，所述的泄放电阻R1并联在耦合电容C1两端。
5.根据权利要求2或3所述的补偿电路，其特征在于：所述的补偿电路还包括旁路电容C2，所述的旁路电容C2一端连接所述单向耦合电路的输出端，所述的旁路电容C2的另一端接输入地。
6.根据权利要求4所述的补偿电路，其特征在于：所述的补偿电路还包括旁路电容C2，所述的旁路电容C2一端连接所述单向耦合电路的输出端，所述的旁路电容C2的另一端接输入地。
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