CN212183410U - 电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器。电流补偿电路包括导通时间采样电路、补偿信号转换电路和电流补偿运算电路；所述导通时间采样电路与所述PWM控制器相连，用于对所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间；所述补偿信号转换电路与所述导通时间采样电路相连，用于对所述导通时间采样电路输入的初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号；所述电流补偿运算电路与所述补偿信号转换电路相连，用于基于所述补偿信号转换电路输入的原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。该电流补偿电路可有效保障恒流控制过程的控制精度。

Description

电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器

技术领域

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器。

背景技术

随着手机和平板电脑等便携式终端的性能提升和快速普及，与之匹配的电源设备也呈现爆发式增长，使得电源设备的充电功率越来越大，导致电源设备的电路越来越复杂，所需采用的元器件越来越多，使得其体积越来越大；并且，越来越大的充电功率使其要求越来越高的充电电流精度，如要求充电电流精度在±5％甚至更高，以实现输出恒流。

图1为现有电源适配器的一结构示意图。如图1所示，电源适配器包括初级整流滤波电路11、变压器12、次级整流电路13、次级滤波电路14和功率控制芯片15；初级整流滤波电路11与变压器12的初级线圈相连，用于对交流电进行整流滤波处理，向变压器12输出高压直流电；功率控制芯片15与变压器12的初级线圈和辅助绕组相连，用于检测变压器12的辅助绕组耦合的输出电压信号，并调整功率开关管的工作频率和占空比，以稳定输出电压和输出电流，从而控制初级整流滤波电路11向变压器12输出高压直流电；次级整流电路13与变压器12的次级线圈相连，用于对变压器12输出的低压直流电进行整流处理；次级滤波电路14与次级整流电路13相连，用于对次级整流电路13输出的低压直流电进行滤波处理。

现有电源适配器一般通过电感补偿的恒流方式实现输出恒流，其输出电流公式为

其中，Io为输出电流，NP为变压器初级匝数，NS 为变压器次级匝数，IPK为初级电感峰值电流，D为次级电感放电占空比。可理解地，当变压器初级匝数、变压器次级匝数、初级电感峰值电流和次级电感放电占空比都恒定时，输出电流恒定，从而实现恒流。但这是比较理想的情况，实际上，每个参数都有一定的误差，其中，变压器初级匝数和变压器次级匝数的误差是变压器12绕制工艺决定的，次级放电占空比参数是功率控制芯片15的参数精度决定的，而初级电感峰值电流除了功率控制芯片15的基准参数精度影响外，还会受到功率开关管的关断延时的影响。

如图2，描述了在不同输入电压下，不同斜率的IPK最终峰值不同的问题。其中，横坐标为时间，纵坐标为电流，实线波形为低输入电压时的IPK波形，而虚线波形为高输入电压下的IPK波形，REF_OCP为功率控制芯片15过流保护基准，Tdelay为功率开关管的关断延时，是指从IPK到达过流保护基准开始到功率开关管关断为止的这段时间，一般主要由功率控制芯片15的控制延时和功率开关管的关闭时间组成，IPK1为低压输入时的最终电流峰值，IPK2 为高压输入时的最终电流峰值。如图2所示，由于不同输入电压下，初级电感电流斜率不同，在相同的功率开关管的关断延时下，会导致最终不同的电流峰值，从而使输出电流出现偏差。

为了保证功率控制芯片15输出恒流目的的实现，需在功率控制芯片15 上内置电流补偿电路40，如图3所示，电流补偿电路40包括线电压采样电路 31、电压电流转换电路32和补偿电流输出电路33；线电压采样电路31与变压器12的辅助绕组相连，用于采样由变压器12的辅助绕组映射的输入电压信号；电压电流转换电路32与电压采样电路204相连，用于将输入电压信号转换成一个随输入电压信号线性变化的电流信号，补偿电流输出电路33与电压电流转换电路32相连，用于将随输入电压信号线性变化的电流信号通过补偿电阻运算叠加初级采样电压上，从而获取一个随输入电压信号线性变化的补偿信号，使得不同输入电压对应的IPK恒定。

如图2所示，影响初级电感峰值电流的本质因素为电流斜率和功率开关管的关断延时，该电流斜率除了受到输入电压信号的影响外，还受到初级电感性的影响，而变压器12批量生产过程，其初级电感性会存在误差，图3所示的电流补偿电路40无法对这部分误差进行补偿，从而影响恒流输出的电流精度。而且，功率开关管的关断延时不是固定不变的，不同IPK的大小会有所不同，但图3所示的电流补偿电路40所形成的补偿信号是固定不变的，使得不同输入电压信号对应的IPK发生变化，影响电压采样和恒压恒流控制的控制精度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器，以解决现有电源适配器输出电流控制过程中存在控制精度较低的问题。

一种电流补偿电路，应用在功率控制芯片上，所述电流补偿电路包括导通时间采样电路、补偿信号转换电路和电流补偿运算电路；所述导通时间采样电路与PWM控制器相连，用于对所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间；所述补偿信号转换电路与所述导通时间采样电路相连，用于对所述导通时间采样电路输入的初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号；所述电流补偿运算电路与所述补偿信号转换电路相连，用于基于所述补偿信号转换电路输入的原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

优选地，所述导通时间采样电路包括与所述PWM控制器相连的触发器、与所述触发器相连的第一反相器和与所述第一反相器相连的第二反相器，用于对所述PWM控制器输入的开关控制信号进行逻辑处理，获取初级导通时间。

优选地，补偿信号转换电路包括电压信号转换电路和电流信号转换电路；所述电压信号转换电路与所述导通时间采样电路相连，用于将所述导通时间采样电路输入的初级导通时间转换成原始电压信号；所述电流信号转换电路与所述电压信号转换电路和所述电流补偿运算电路相连，用于将所述电压信号转换电路输入的原始电压信号转换成原始电流信号。

优选地，所述电压信号转换电路包括所述电压信号转换电路包括第一转换 MOS管和电流补偿电容；所述第一转换MOS管的栅极与所述导通时间采样电路相连，所述第一转换MOS管的漏极与固定偏置电流相连，所述第一转换MOS 管的源极与所述电流补偿电容相连；所述电流信号转换电路包括电流运算放大器、第二转换MOS管和电流补偿分压电阻；所述电流运算放大器的第一输入端与所述第一转换MOS管的源极相连，所述电流运算放大器的第二输入端与所述第二转换MOS管的源极和所述电流补偿分压电阻相连，所述电流运算放大器的输出端与所述第二转换MOS管的栅极相连；所述第二转换MOS极的源极与所述电流补偿分压电阻相连，所述第二转换MOS极的漏极与所述电流补偿运算电路相连。

优选地，所述电流补偿运算电路包括与所述补偿信号转换电路相连的第一镜像电路、与所述第一镜像电路相连的第二镜像电路、与所述第二镜像电路相连的第三镜像电路和与所述第三镜像电路的电流补偿电阻；所述第一镜像电路包括与所述补偿信号转换电路相连的第一镜像PMOS管和第二镜像PMOS管，所述第二镜像电路包括与所述第二镜像PMOS管相连的第一镜像NMOS管和第二镜像NMOS管，所述第三镜像电路包括与所述第二镜像NMOS管相连的第三镜像 PMOS管和第四镜像PMOS管，所述第二镜像NMOS管和第三镜像PMOS管与可变偏置电流相连，所述第四镜像PMOS管与所述电流补偿电阻相连。

本实用新型实施例提供一种功率控制芯片，应用在电源适配器上，包括电源启动电路、与所述电源启动电路相连的驱动电路、与所述驱动电路的输入端相连的PWM控制器以及与所述驱动电路的输出端相连的功率开关管，其特征在于，还包括与所述PWM控制器相连的上述电流补偿电路，所述电流补偿电路用于根据所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对所述初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于所述原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

优选地，所述功率控制芯片还包括电流采样电路和过流保护电路，所述电流采样电路与所述功率控制芯片的主边功率回路和所述过流保护电路相连，用于采样所述主边功率回路的采样电流信号，将所述电流采样电路输出给所述过流保护电路；所述过流保护电路与所述电流采样电路和所述PWM控制器相连，用于将所述电流采样电路输入的采样电流信号和过流保护基准进行比较，产生过流保护信号，将所述过流保护信号输出给所述PWM控制器；所述电流补偿电路与所述PWM控制器和所述过流保护电路相连，用于基于所述PWM控制器输入的开关控制信号进行运算，获取电流补偿信号，将所述电流补偿信号输出给所述过流保护电路；所述过流保护电路还用于采用所述电流补偿信号对所述采样电流信号进行补偿。

优选地，所述功率控制芯片还包括输入电压补偿电路，所述输入电压补偿电路的输入端与变压器的辅助绕组相连，所述输入电压补偿电路的输出端与过流保护电路相连，用于形成所述辅助绕组高低压输入的输入补偿信号，将所述输入补偿信号发送给所述过流保护电路。

优选地，所述功率控制芯片还包括电压采样电路、恒压控制电路、过压保护电路和过流保护电路；所述电压采样电路与变压器的辅助绕组相连，用于采样所述变压器的辅助绕组的采样电压信号；所述恒压控制电路、所述过压保护电路和所述过流保护电路的输入端与所述电压采样电路相连，输出端与所述 PWM控制器相连。

本实用新型实施例提供一种电源适配器，包括初级整流滤波电路、变压器、次级整流电路和次级滤波电路；所述初级整流滤波电路与所述变压器的初级线圈相连，用于对交流电进行整流滤波处理，向所述变压器输出高压直流电；所述次级整流电路与所述变压器的次级线圈相连，用于对所述变压器输出的低压直流电进行整流处理；所述次级滤波电路与所述次级整流电路相连，用于对所述次级整流电路输出的低压直流电进行滤波处理；包括上述功率控制芯片，所述功率控制芯片与所述变压器的初级线圈和辅助绕组相连，所述功率控制芯片上的电流补偿电路用于根据所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对所述初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于所述原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号，将所述电流补偿信号输出给所述PWM控制器，以使所述PWM控制器根据所述电流补偿信号控制所述驱动电路工作。

上述电流补偿电路、功率控制芯片和电源适配器，导通时间采样电路与 PWM控制器相连，用于接收PWM控制器输入的开关控制信号进行内部信号转换处理，以获取初级导通时间；再通过补偿信号转换电路将初级导通时间转换成随初级导通时间变化的原始电流信号，再通过电流补偿运算电路将原始电流信号补偿到过流保护基准上，实现电流补偿功能，用于补偿不同系统输入电压和不同初级电感对初级电感峰值电流的电流精度的影响，以实现恒流输出的控制精度；并且，可以根据不同初级电感峰值电流自动调节补偿量，提高PWM控制器的调整精度，保证恒压恒流功能的实现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有电源适配器的一原理框图；

图2是现有电流补偿电路的一状态示意图；

图3是现有电流补偿电路的一原理框图；

图4是本实用新型一实施例中电流补偿电路的一原理框图；

图5是本实用新型一实施例中电流补偿电路的一状态示意图；

图6是本实用新型一实施例中电流补偿电路的一电路图；

图7是本实用新型一实施例中电源适配器的一电路图；

图8是本实用新型一实施例中功率控制芯片的一原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

由于基于电感补偿的恒流方式中输出电流为

其中， Io为输出电流，NP为变压器初级匝数，NS为变压器次级匝数，IPK为初级电感峰值电流，D为次级电感放电占空比。此处影响初级电感峰值电流的本质因素为电流斜率和功率开关管Q21的关断延时，依据电感原理可知，初级电感峰值电流的电流斜率可以表述为

其中Vin为系统输入电压，Lp为初级电感，Ton为初级导通时间，IPK为初级电感峰值电流。由上述公式可知，系统输入电压Vin越大，电流斜率越大，而初级电感Lp越大，电流斜率越小。在初级电感Lp一定时，系统输入电压Vin越大，初级导通时间Ton越长，而在系统输入电压Vin一定时，初级电感Lp越大，初级导通时间Ton越短。在系统输入电压Vin和初级电感LP一定时，初级电感峰值电流IPK越大，初级导通时间Ton越大。所以，初级导通时间Ton既可以反映系统输入电压Vin 的变化，也可以反映初级电感Lp的不同，还可以反映初级电感峰值电流IPK的不同，即Ton可以同时反映电流斜率和功率开关管Q21的关断延时的变化。所以，如果能产生一个随Ton变化的电流补偿，就可以补偿不同系统输入电压 Vin，初级电感LP以及不同初级电感峰值电流IPK对输出电流精度和输出电压精度带来的影响。

如图4所示，电流补偿电路40包括导通时间采样电路41、补偿信号转换电路42和电流补偿运算电路43；导通时间采样电路41与PWM控制器203相连，用于对PWM控制器203输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间；补偿信号转换电路42与导通时间采样电路41相连，用于对导通时间采样电路41输入的初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号；电流补偿运算电路43与补偿信号转换电路42相连，用于基于补偿信号转换电路 42输入的原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

本示例中，导通时间采样电路41与PWM控制器203相连，用于接收PWM 控制器203输入的开关控制信号进行内部信号转换处理，以获取初级导通时间；再通过补偿信号转换电路42将初级导通时间转换成随初级导通时间变化的原始电流信号，再通过电流补偿运算电路43将原始电流信号补偿到过流保护基准上，实现电流补偿功能，用于补偿不同系统输入电压和不同初级电感对初级电感峰值电流的电流精度的影响，以实现恒流输出的控制精度；并且，可以根据不同初级电感峰值电流自动调节补偿量，提高PWM控制器203的调整精度，保证恒压恒流功能的实现。

图5示出上述电流补偿电路40实现电流过程的一状态示意图，如图5所示，横坐标为时间，纵坐标为电流，上面的波形为初级电感电流斜率较大的电流波形，对应可能是输入电压低或者初级电感大；下面的波形为初级电感电流斜率较小的电流波形，对应的可能是输入电压高或者初级电感小。REF_OCP_PRE 为过流保护基准，Ton1和Ton2分别是上下两个波形中的预关断初级导通时间， REF_OCP1和REF_OCP2为叠加电流补偿后的过流保护基准，Tdelay为功率开关管Q21的关断延时。本示例中的电流补偿采样不同的初级导通时间Ton1和初级导通时间Ton2，产生不同的补偿叠加到过流保护基准REF_OCP_PRE上，生成不同的过流保护基准REF_OCP1和REF_OCP2，使得在开关延时后，最终的初级电感峰值电流IPK1和初级电感峰值电流IPK2相等，以实现输出电流恒定，保证控制精度。

在一实施例中，如图6所示，导通时间采样电路41包括与PWM控制器203 相连的触发器T41、与触发器T41相连的第一反相器D41和与第一反相器D41 相连的第二反相器D42，用于对PWM控制器203输入的开关控制信号进行逻辑处理，获取初级导通时间。

本示例中，触发器T41与PWM控制器203的PWM_ON脚(即开户信号管脚) 和PWM_OFF_PRE脚(即预关断信号管脚)相连，用于接收PWM控制器203的控制开关信号，并对开关控制信号进行逻辑处理，输出初级导通时间；触发器 T41与串联的第一反相器D41和第二反相器D42相连，以便通过两个反相器对触发器T41输出的初级导通时间对应的波形进行整形，以使所获取的初级导通时间为标准电平信号，并达到平衡信号延时的作用。

在一实施例中，补偿信号转换电路42包括电压信号转换电路和电流信号转换电路；电压信号转换电路与导通时间采样电路41相连，用于将导通时间采样电路41输入的初级导通时间转换成原始电压信号；电流信号转换电路与电压信号转换电路和电流补偿运算电路43相连，用于将电压信号转换电路输入的原始电压信号转换成原始电流信号。

本示例中，电压信号转换电路与导通时间采样电路41相连，用于将导通时间采样电路41采样到的初级导通时间转换成随初级导通时间变化的原始电压信号，以实现初级导通时间到原始电压信号的转换。电流信号转换电路与电压信号转换电路相连，用于将原始电压信号转换成随初级导通时间变化的原始电流信号，以便后续利用原始电流信号进行电流运算，为恒流输出的实现提供保障。

在一实施例中，如图6所示，电压信号转换电路包括第一转换MOS管NM41 和电流补偿电容C41；第一转换MOS管NM41的栅极与导通时间采样电路41相连，第一转换MOS管NM41的漏极与固定偏置电流IBIAS相连，第一转换MOS 管NM41的源极与电流补偿电容C41相连；电流信号转换电路包括电流运算放大器U41、第二转换MOS管NM42和电流补偿分压电阻R41；电流运算放大器 U41的第一输入端与第一转换MOS管NM41的源极相连，电流运算放大器U41的第二输入端与第二转换MOS管NM42的源极和电流补偿分压电阻R41相连，电流运算放大器U41的输出端与第二转换MOS管NM42的栅极相连；第二转换 MOS极的源极与电流补偿分压电阻R41相连，第二转换MOS极的漏极与电流补偿运算电路43相连。

本示例中，第一转换MOS管NM41的栅极与导通时间采样电路41的第二反相器D42相连，使得第一转换MOS管NM41和电流补偿电容C41所形成的电压信号转换电路，可以对第二反相器D42输出的初级导通时间进行信号转换，获取可随初级导通时间变化的原始电压信号；电流运算放大器U41、第二转换MOS 管NM42和电流补偿分压电阻R41所形成的电流信号转换电路可以将原始电压信号转换成可随初级导通时间变化的原始电流信号，以便后续利用原始电流信号进行电流运算，为恒流输出的实现提供保障。

在一实施例中，电流补偿运算电路43包括与补偿信号转换电路42相连的第一镜像电路、与第一镜像电路相连的第二镜像电路、与第二镜像电路相连的第三镜像电路和与第三镜像电路的电流补偿电阻R42；第一镜像电路包括与补偿信号转换电路42相连的第一镜像PMOS管PM41和第二镜像PMOS管PM42，第二镜像电路包括与第二镜像PMOS管PM42相连的第一镜像NMOS管NM43和第二镜像NMOS管NM44，第三镜像电路包括与第二镜像NMOS管NM44相连的第三镜像PMOS管PM44和第四镜像PMOS管PM44，第二镜像NMOS管NM44和第三镜像PMOS管PM44与可变偏置电流IB_COMP相连，第四镜像PMOS管PM44与电流补偿电阻R42相连。

本示例中，补偿信号转换电路42的第二转换MOS管NM42的漏极与第一镜像PMOS管PM41的漏极和栅极相连，并与第二镜像PMOS管PM42的栅极相连；第二镜像PMOS管PM42的漏极与第一镜像NMOS管NM43的漏极和栅极相连，并与第二镜像NMOS管NM44的栅极相连；第二镜像NMOS管NM44的漏极与第三镜像PMOS管PM44的漏极和栅极相连，并与第四镜像PMOS管PM44的栅极相连，第二镜像NMOS管NM44的漏极、第三镜像PMOS管PM44的漏极和栅极均与可变偏置电流IB_COMP相连，第四镜像PMOS管PM44的漏极与电流补偿电阻R42 相连。本示例中，第一镜像电路、第二镜像电路和第三镜像电路共同组成可以实现对补偿信号转换电路42输出的原始电流信号进行电流复制和倍乘运算等处理的电路，以形成运算后的目标电流信号，运算出的目标电流信号通过电流补偿电阻R42进行补偿，形成补偿电压信号，以便利用该补偿电压信号进行补偿。例如，可以将补偿电压信号叠加到过流保护基准上，以更新过流保护基准，以便利用更新过的过流保护基准进行过流保护，从而过流保护控制的控制精度。

图7示出本实用新型实施例中的电源适配器的一电路图，图7中的功率控制芯片的原理框图如图8所示，集成有上述实施例中的电流补偿电路40。图7 中变压器12为T1，功率控制芯片15为U1，初级整流电路包括全波整流电路和限流电阻R11；全波整流电路包括第一整流二极管D11、第二整流二极管D12、第三整流二极管D13和第四整流二极管D14；第一整流二极管D11的阳极与第四整流二极管D14的阴极相连，第一整流二极管D11的阴极与第二整流二极管 D12的阴极相连，第二整流二极管D12的阳极与第三整流二极管D13的阴极相连，第三整流二极管D13的阳极与第四整流二极管D14的阳极相连；第一整流二极管D11的阳极和第四整流二极管D14的阴极与交流电输入端相连，第二整流二极管D12的阳极和第三整流二极管D13的阴极与限流电阻R11相连。本示例中，初级整流电路用于对交流电输入端输入的交流电进行整流处理，形成高压直流电。

如图7所示，初级滤波电路包括滤波电感L11、第一滤波电容C11和第二滤波电容C12；第一滤波电容C11和第二滤波电容C12并联设置，滤波电感L11 与第一滤波电容C11的第一端和第二滤波电容C12的第一端相连；第一整流二极管D11的阴极和第二整流二极管D12的阴极与滤波电感L11相连；第三整流二极管D13的阳极和第四整流二极管D14的阳极与第一滤波电容C11的第二端和第二滤波电容C12的第二端相连。本示例中，滤波电感L11、第一滤波电容 C11和第二滤波电容C12所形成的π型滤波电路可以滤除干扰，并将能量存储在第一滤波电容C11和第二滤波电容C12中。

作为一示例，如图3所示，次级整流电路13为次级同步整流芯片U2，次级滤波电路14为次级滤波电容C13；次级同步整流芯片U2与变压器12的次级线圈相连；次级滤波电容C13与次级同步整流芯片U2并联设置。具体地，次级同步整流芯片U2的第1、2、3和4脚与变压器12的次级线圈相连，用于检测变压器12的次级线圈的波形信号，以实现同步整流功能；次级滤波电容 C13与次级同步整流芯片U2并联设置，且次级滤波电容C13的第一端与变压器12的次级线圈和次级同步整流芯片U2的第8脚相连，次级滤波电容C13 的第二端与次级同步整流芯片U2的第5、6和7脚相连。次级同步整流芯片 U2是与变压器12的次级线圈相连的同步整流芯片，同步整流芯片是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管，以降低整损耗的芯片，可以提高整流效率且避免由肖特基势垒电压而造成的死区电压。由于次级同步整流芯片 U2上集成有功率MOSFET，使其无需设置限流电阻R11；次级同步整流芯片U2 可由次级滤波电容C13供电，也无需单独设置相应的供电电容；次级同步整流芯片U2可以实现输出检测，通过变压器12反馈采样电压信号给功率控制芯片 15，以防止输出过压或者欠压，因此，无需输出假负载。

本实用新型一实施例提供一种功率控制芯片15，应用在电源适配器上，如图8所示，功率控制芯片15包括电源启动电路201、与电源启动电路201 相连的驱动电路202、与驱动电路202的输入端相连的PWM控制器203以及与驱动电路202的输出端相连的功率开关管Q21，还包括与PWM控制器203相连的上述实施例中的电流补偿电路40，电流补偿电路40用于根据PWM控制器203 输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

本示例中，功率控制芯片15上集成有上述实施例中的电流补偿电路40，其中，导通时间采样电路41与PWM控制器203相连，用于接收PWM控制器203 输入的开关控制信号进行内部信号转换处理，以获取初级导通时间；再通过补偿信号转换电路42将初级导通时间转换成随初级导通时间变化的原始电流信号，再通过电流补偿运算电路43将原始电流信号补偿到过流保护基准上，实现电流补偿功能，用于补偿不同系统输入电压和不同初级电感对初级电感峰值电流的电流精度的影响，以实现恒流输出的控制精度；并且，可以根据不同初级电感峰值电流自动调节补偿量，提高PWM控制器203的调整精度，保证恒压恒流功能的实现。

在一实施例中，如图8所示，功率控制芯片15还包括电流采样电路210 和过流保护电路211，电流采样电路210与功率控制芯片15的主边功率回路和过流保护电路211相连，用于采样主边功率回路的采样电流信号，将电流采样电路210输出给过流保护电路211；过流保护电路211与电流采样电路210 和PWM控制器203相连，用于将电流采样电路210输入的采样电流信号和过流保护基准进行比较，产生过流保护信号，将过流保护信号输出给PWM控制器 203；电流补偿电路40与PWM控制器203和过流保护电路211相连，用于基于 PWM控制器203输入的开关控制信号进行运算，获取电流补偿信号，将电流补偿信号输出给过流保护电路211；过流保护电路211还用于采用电流补偿信号对采样电流信号进行补偿。

本示例中，电流补偿信号是对PWM控制器203输入的开关控制信号进行内部信号转换所获取的补偿信号。本示例中，过流保护电路211在接收到电流采样电路210输入的采样电流信号和电流补偿电路40输入的电流补偿信号之后，利用电流补偿信号对采样电流信号进行补偿，获取补偿后的目标电流信号，以保证输入到过流保护电路211的目标电流信号具有较高的电流精度。可以理解地，将PWM控制器203输出的开关控制信号补偿到过流保护基准上，实现电流补偿功能，用于补偿不同输入电压以及不同电感量对初级IPK精度的影响，同时可根据不同IPK自动调节补偿量，提高恒压PWM控制器203的调整精度。

本示例中，PWM控制器203与过流保护电路211相连，可以根据过流保护电路211输出的过流保护信号控制驱动电路202工作，以控制功率开关管Q21 的通断，从而实现主边过流保护的目的。

作为一示例，电源启动电路201与驱动电路202通过启动控制开关S21 相连，在功率控制芯片15启动及工作过程中，电源启动电路201通过控制启动控制开关S21的通断，以使电源启动电路201和驱动电路202电连接。本示例中，启动控制开关S21可以为MOS管，也可以是二极管或三极管。

作为一示例，电流采样电路210与驱动电路202相连，以使主边功率回路输出的主边电流能够通过电流采样电路210和驱动电路202流经芯片供电电容 C21，以使芯片供电电容C21存储能量，为功率控制芯片15供电。

在一实施例中，如图8所示，功率控制芯片15还包括输入电压补偿电路 212，输入电压补偿电路212的输入端与变压器12的辅助绕组相连，输入电压补偿电路212的输出端与过流保护电路211相连，用于形成辅助绕组高低压输入的输入补偿信号，将输入补偿信号发送给过流保护电路211。

本示例中，输入补偿信号是用于采样变压器12的辅助绕组在高低压输入时带来的主边电流偏差所形成的补偿信号。过流保护电路211在接收到电流采样电路210输入的采样电流信号和输入电压补偿电路212输入的输入补偿信号之后，利用输入补偿信号对采样电流信号进行补偿，获取补偿后的目标电流信号，以保证输入到过流保护电路211的目标电流信号具有较高的电流精度；再将目标电流信号与过流保护基准进行比较，产生过流保护信号，将过流保护信号输出给PWM控制器203，以使PWM控制器203根据过流保护信号实现主边过流保护，从而保证控制功率控制芯片15的控制精度。

在一实施例中，功率控制芯片15还包括电压采样电路204、恒压恒流控制电路、过压保护电路208和过流保护电路211；电压采样电路204与变压器 12的辅助绕组相连，用于采样变压器12的辅助绕组的采样电压信号；恒压恒流控制电路、过压保护电路208和过流保护电路211的输入端与电压采样电路 204相连，输出端与PWM控制器203相连。

本示例中，功率控制芯片15上集成有电压采样电路204和恒压恒流控制电路，以使恒压恒流控制电路可以根据电压采样电路204所采集的采样电压信号进行恒压控制，保证恒压控制功能的实现，使得芯片电路外围简单，有助于降低电路成本。

作为一示例，如图8所示，恒压恒流控制电路包括误差放大电路205、与误差放大电路205相连的恒压恒流处理电路206、设置在误差放大电路205和恒压恒流处理电路206之间的输出补偿电容C22；误差放大电路205用于将电压采样电路204输入的目标电压信号和恒压控制基准进行比较，形成误差放大信号，将误差放大信号输出给恒压恒流处理电路206；恒压恒流处理电路206 用于对误差放大电路205输入的误差放大信号进行逻辑运算，形成恒压控制信号，将恒压控制信号输出给PWM控制器203。本示例中，电压采样电路204输入的目标电压信号可以是电压采样电路204采样变压器12的辅助绕组的采样电压信号，也可以是采用输出线补信号、温度补偿信号或者其他补偿信号对采样电压信号进行补偿后形成的电压信号。可以理解地，若电压采样电路204 输出的目标电压信号是采用输出线补信号、温度补偿信号或者其他补偿信号对采样电压信号进行补偿所形成的电压信号，可以保证其电压精度，使得后续进行误差放大和运算处理所形成的恒压控制信号的精度。

本示例中，误差放大电路205与电压采样电路204相连，用于接收电压采样电路204输出的目标电压信号，将目标电压信号和预先设置的恒压控制基准进行比较并放大误差，获取误差放大信号，并将误差放大信号输出给恒压恒流处理电路206；恒压恒流处理电路206对误差放大信号进行运算处理，获取占空比和工作频率随误差放大电路205输出的误差放大信号变化的恒压控制信号，将恒压控制信号发送给PWM控制器203，以使PWM控制器203根据恒压控制信号控制驱动电路202工作。

作为一示例，如图8所示，功率控制芯片15还包括过压保护电路208，过压保护电路208与电压采样电路204和PWM控制器203相连，用于将电压采样电路204输入的目标电压信号和过压保护基准进行比较，产生过压保护信号，将过压保护信号输出给PWM控制器203。本示例中，PWM控制器203与过压保护电路208相连，可以根据过压保护电路208输出的过压保护信号控制驱动电路202工作，以控制功率开关管Q21的通断，从而实现输出过压保护目的。

作为一示例，如图8所示，功率控制芯片15还包括短路保护电路209，短路保护电路209与电压采样电路204和PWM控制器203相连，用于将电压采样电路204输入的目标电压信号和短路保护基准进行比较，产生短路保护信号，将短路保护信号输出给PWM控制器203。本示例中，PWM控制器203与短路保护电路209相连，可以根据短路保护电路209输出的短路保护信号控制驱动电路202工作，以控制功率开关管Q21的通断，从而实现短路保护的目的。

作为一示例，如图8所示，功率控制芯片15还包括与误差放大电路205 的输出端相连的输出线补电路207，输出线补电路207与电压采样电路204相连，用于形成输出线缆对应的输出补偿信号，将输出补偿信号发送给电压采样电路204；电压采样电路204还用于采用输出补偿信号对电压采样信号进行补偿。

其中，输出线补电路207所采样的输出补偿信号是用于补偿输出线缆在不同负载时的压降所形成的补偿信号。

作为一示例，输出线补电路207的输入端与误差放大电路205的输出端相连，输出线补电路207的输出端与电压采样电路204的输入端相连，此时，电压采样电路204可以采集到变压器12的辅助绕组的采样电压信号和输出线补电路207输入的输出补偿信号，利用输出补偿信号对采样电压信号进行补偿，以保证电压采样电路204输出的目标电压信号的精度，从而提高功率控制芯片 15的控制精度。

本实用新型实施例提供一种电源适配器，如图1所示，所述电源适配器包括初级整流滤波电路11、变压器12、次级整流电路13和次级滤波电路14；初级整流滤波电路11与变压器12的初级线圈相连，用于对交流电进行整流滤波处理，向变压器12输出高压直流电；次级整流电路13与变压器12的次级线圈相连，用于对变压器12输出的低压直流电进行整流处理；次级滤波电路 14与次级整流电路13相连，用于对次级整流电路13输出的低压直流电进行滤波处理；还包括上述实施例中功率控制芯片15，功率控制芯片15与变压器 12的初级线圈和辅助绕组相连，功率控制芯片15上的电流补偿电路40用于根据PWM控制器203输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号，将电流补偿信号输出给PWM控制器 203，以使PWM控制器203根据电流补偿信号控制驱动电路202工作。

功率控制芯片15上集成有上述实施例中的电流补偿电路40，其中，导通时间采样电路41与PWM控制器203相连，用于接收PWM控制器203输入的开关控制信号进行内部信号转换处理，以获取初级导通时间；再通过补偿信号转换电路42将初级导通时间转换成随初级导通时间变化的原始电流信号，再通过电流补偿运算电路43将原始电流信号补偿到过流保护基准上，实现电流补偿功能，用于补偿不同系统输入电压和不同初级电感对初级电感峰值电流的电流精度的影响，以实现恒流输出的控制精度；并且，可以根据不同初级电感峰值电流自动调节补偿量，提高PWM控制器203的调整精度，保证恒压恒流功能的实现。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电流补偿电路，应用在功率控制芯片上，其特征在于，所述电流补偿电路包括导通时间采样电路、补偿信号转换电路和电流补偿运算电路；所述导通时间采样电路与PWM控制器相连，用于对所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间；所述补偿信号转换电路与所述导通时间采样电路相连，用于对所述导通时间采样电路输入的初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号；所述电流补偿运算电路与所述补偿信号转换电路相连，用于基于所述补偿信号转换电路输入的原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

2.如权利要求1所述的电流补偿电路，其特征在于，所述导通时间采样电路包括与所述PWM控制器相连的触发器、与所述触发器相连的第一反相器和与所述第一反相器相连的第二反相器，用于对所述PWM控制器输入的开关控制信号进行逻辑处理，获取初级导通时间。

3.如权利要求1所述的电流补偿电路，其特征在于，补偿信号转换电路包括电压信号转换电路和电流信号转换电路；所述电压信号转换电路与所述导通时间采样电路相连，用于将所述导通时间采样电路输入的初级导通时间转换成原始电压信号；所述电流信号转换电路与所述电压信号转换电路和所述电流补偿运算电路相连，用于将所述电压信号转换电路输入的原始电压信号转换成原始电流信号。

4.如权利要求3所述的电流补偿电路，其特征在于，所述电压信号转换电路包括所述电压信号转换电路包括第一转换MOS管和电流补偿电容；所述第一转换MOS管的栅极与所述导通时间采样电路相连，所述第一转换MOS管的漏极与固定偏置电流相连，所述第一转换MOS管的源极与所述电流补偿电容相连；

所述电流信号转换电路包括电流运算放大器、第二转换MOS管和电流补偿分压电阻；所述电流运算放大器的第一输入端与所述第一转换MOS管的源极相连，所述电流运算放大器的第二输入端与所述第二转换MOS管的源极和所述电流补偿分压电阻相连，所述电流运算放大器的输出端与所述第二转换MOS管的栅极相连；所述第二转换MOS极的源极与所述电流补偿分压电阻相连，所述第二转换MOS极的漏极与所述电流补偿运算电路相连。

5.如权利要求1所述的电流补偿电路，其特征在于，所述电流补偿运算电路包括与所述补偿信号转换电路相连的第一镜像电路、与所述第一镜像电路相连的第二镜像电路、与所述第二镜像电路相连的第三镜像电路和与所述第三镜像电路的电流补偿电阻；所述第一镜像电路包括与所述补偿信号转换电路相连的第一镜像PMOS管和第二镜像PMOS管，所述第二镜像电路包括与所述第二镜像PMOS管相连的第一镜像NMOS管和第二镜像NMOS管，所述第三镜像电路包括与所述第二镜像NMOS管相连的第三镜像PMOS管和第四镜像PMOS管，所述第二镜像NMOS管和第三镜像PMOS管与可变偏置电流相连，所述第四镜像PMOS管与所述电流补偿电阻相连。

6.一种功率控制芯片，应用在电源适配器上，包括电源启动电路、与所述电源启动电路相连的驱动电路、与所述驱动电路的输入端相连的PWM控制器以及与所述驱动电路的输出端相连的功率开关管，其特征在于，还包括与所述PWM控制器相连的权利要求1-5任一项所述电流补偿电路，所述电流补偿电路用于根据所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对所述初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于所述原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号。

7.如权利要求6所述的功率控制芯片，其特征在于，所述功率控制芯片还包括电流采样电路和过流保护电路，所述电流采样电路与所述功率控制芯片的主边功率回路和所述过流保护电路相连，用于采样所述主边功率回路的采样电流信号，将所述电流采样电路输出给所述过流保护电路；所述过流保护电路与所述电流采样电路和所述PWM控制器相连，用于将所述电流采样电路输入的采样电流信号和过流保护基准进行比较，产生过流保护信号，将所述过流保护信号输出给所述PWM控制器；所述电流补偿电路与所述PWM控制器和所述过流保护电路相连，用于基于所述PWM控制器输入的开关控制信号进行运算，获取电流补偿信号，将所述电流补偿信号输出给所述过流保护电路；所述过流保护电路还用于采用所述电流补偿信号对所述采样电流信号进行补偿。

8.如权利要求7所述的功率控制芯片，其特征在于，所述功率控制芯片还包括输入电压补偿电路，所述输入电压补偿电路的输入端与变压器的辅助绕组相连，所述输入电压补偿电路的输出端与所述过流保护电路相连，用于形成所述辅助绕组高低压输入的输入补偿信号，将所述输入补偿信号发送给所述过流保护电路。

9.如权利要求6所述的功率控制芯片，其特征在于，所述功率控制芯片还包括电压采样电路、恒压控制电路、过压保护电路和过流保护电路；所述电压采样电路与变压器的辅助绕组相连，用于采样所述变压器的辅助绕组的采样电压信号；所述恒压控制电路、所述过压保护电路和所述过流保护电路的输入端与所述电压采样电路相连，输出端与所述PWM控制器相连。

10.一种电源适配器，包括初级整流滤波电路、变压器、次级整流电路和次级滤波电路；所述初级整流滤波电路与所述变压器的初级线圈相连，用于对交流电进行整流滤波处理，向所述变压器输出高压直流电；所述次级整流电路与所述变压器的次级线圈相连，用于对所述变压器输出的低压直流电进行整流处理；所述次级滤波电路与所述次级整流电路相连，用于对所述次级整流电路输出的低压直流电进行滤波处理；其特征在于，还包括权利要求6-9任一项所述的功率控制芯片，所述功率控制芯片与所述变压器的初级线圈和辅助绕组相连，所述功率控制芯片上的电流补偿电路用于根据所述PWM控制器输入的开关控制信号进行导通时间采样，获取初级导通时间，对所述初级导通时间进行信号转换，获取原始电流信号，并基于所述原始电流信号进行电流补偿运算，获取电流补偿信号，将所述电流补偿信号输出给所述PWM控制器，以使所述PWM控制器根据所述电流补偿信号控制所述驱动电路工作。

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