CN212278125U - 电源控制装置和开关电源*** - Google Patents

电源控制装置和开关电源*** Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种电源控制装置和开关电源***，该装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块，采样保持模块，用于对开关电源的输出电压进行采样，以得到反馈电压信号，误差放大模块，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号，消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间信号，温度补偿模块，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号，控制模块，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号。能够根据当前温度对反馈电压信号进行补偿，以达到补偿输出电压的目的，提高了输出电压的稳定度。

Description

电源控制装置和开关电源***
技术领域
本公开涉及电子控制技术领域，具体地，涉及一种电源控制装置和开关电源***。
背景技术
随着电子信息技术的不断发展，对于电子产品配备的供电电源的要求也不断提高。为了满足电子产品的各种需求，需要配备稳定的供电电源，以确保电子产品在各种情况下都能够稳定工作。反激式(英文：Flyback)开关电源由于结构简单、成本低等优势，被广泛应用于各种电子产品上。在使用反激式开关电源时，需要通过电源控制装置(例如AC/DC控制芯片)对开关电源的输出电压进行采样，并将采样到的输出电压与基准电压进行误差放大，以实现对开关电源的功率开关管的导通时间与工作频率的控制，从而实现开关电源的恒压输出。
但是，开关电源的输出电压容易受到温度和负载状态影响，在同样负载的情况下，输出电压的变化和温度相关。在不同负载的情况下，输出电压会表现出不同的温度特性，一般情况下，开关电源处于轻载状态时输出电压随温度的变化较小，开关电源处于重载状态时输出电压会随温度的升高而下降。因此，当开关电源处于重载或高温情况时，输出电压会大幅度降低，影响电子产品的正常使用。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种电源控制装置和开关电源***，用于解决现有技术中开关电源处于重载或高温情况时，输出电压大幅度降低的问题。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种电源控制装置，所述电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块；
所述采样保持模块的输入端为所述电源控制装置的电压反馈端，所述采样保持模块的输出端与所述误差放大模块的输入端连接，所述温度补偿模块的输入端和所述控制模块的第一输入端，均与所述误差放大模块的输出端连接，所述温度补偿模块的输出端与所述采样保持模块的输入端连接，所述控制模块的输出端为所述电源控制装置的输出端，所述消磁时间采样模块的输入端与所述采样保持模块的输入端连接，所述消磁时间采样模块的输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的第三输入端为所述电源控制装置的电流反馈端；
所述采样保持模块，用于对开关电源的反馈电压进行采样，以得到反馈电压信号；
所述误差放大模块，用于将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号；
所述消磁时间采样模块，用于采样所述开关电源的消磁时间信号；
所述温度补偿模块，用于根据所述误差放大信号和所述电源控制装置当前所处的温度对所述反馈电压信号进行补偿，以调整所述误差放大信号；
所述控制模块，用于根据调整后的所述误差放大信号和所述消磁时间信号生成开关信号，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管。
可选地，所述温度补偿模块包括：第一补偿子模块、第二补偿子模块、和第三补偿子模块；
所述第一补偿子模块的输入端为所述温度补偿模块的输入端，所述第二补偿子模块的输入端与所述第一补偿子模块的输入端连接，所述第一补偿子模块的输出端和所述第二补偿子模块的输出端，均与所述第三补偿子模块的输入端连接，所述第三补偿子模块的输出端为所述温度补偿模块的输出端；
所述第一补偿子模块，用于根据所述误差放大信号和所述电源控制装置当前所处的温度，输出第一电流信号；
所述第二补偿子模块，用于根据所述误差放大信号，输出第二电流信号；
所述第三补偿子模块，用于根据所述第一电流信号和所述第二电流信号，确定第三电流信号；
所述第三补偿子模块，还用于根据所述第三电流信号对所述反馈电压信号进行补偿，以调整所述误差放大信号。
可选地，所述第三补偿子模块，用于：
若所述第三电流信号大于或等于预设电流阈值，根据所述第三电流信号和预设的比例系数，降低所述反馈电压信号，以调整所述误差放大信号。
可选地，所述第一补偿子模块包括：第一运算放大器、第一电阻、第一 NMOS和第二NMOS，所述第一电阻为负温度系数电阻；
所述第一运算放大器的同相输入端为所述第一补偿子模块的输入端，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第一NMOS的漏极连接，所述第一电阻的第一端与所述第一NMOS的漏极连接，所述第一 NMOS的漏极和栅极连接，所述第一NMOS的源极与所述第二NMOS的源极连接，所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的栅极连接，所述第二 NMOS的漏极为所述第一补偿子模块的输出端；
所述第二补偿子模块包括：第二运算放大器、第二电阻、第三电阻、第三NMOS、第四NMOS、第一PMOS和第二PMOS，所述第二电阻为负温度系数电阻，所述第三电阻为正温度系数电阻；
所述第二运算放大器的同相输入端为所述第二补偿子模块的输入端，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述第三NMOS的漏极连接，所述第二电阻的第一端与所述第三NMOS的漏极连接，所述第三NMOS的漏极与栅极连接，所述第三NMOS的源极与所述第四NMOS的源极连接，所述第三NMOS 的栅极与所述第四NMOS的栅极连接，所述第四NMOS的漏极与所述第一 PMOS的漏极连接，所述第一PMOS的漏极与栅极连接，所述第一PMOS 的栅极和所述第二PMOS的栅极连接，所述第一PMOS的源极和所述第二 PMOS的源极，均与所述第三电阻的第二端连接，所述第二PMOS的漏极为所述第二补偿子模块的输出端。
可选地，所述第三补偿子模块包括：第三PMOS和第四PMOS；
所述第三PMOS的漏极为所述第三补偿子模块的输入端，所述第三 PMOS的漏极和栅极连接，所述第三PMOS的栅极与所述第四PMOS的栅极连接，所述第三PMOS的源极和所述第四PMOS的源极，均与地连接，所述第四PMOS的漏极作为所述第三补偿子模块的输出端。
可选地，所述电源控制装置还包括：电压补偿模块，所述电压补偿模块的输入端与所述误差放大模块的输出端连接，所述电压补偿模块的输出端与所述采样保持模块的输入端连接；
所述电压补偿模块，用于根据所述误差放大信号生成补偿电压信号，并将所述补偿电压信号叠加到所述采样保持模块的输入端进行补偿。
可选地，所述控制模块包括：恒流恒压子模块、逻辑控制子模块和驱动子模块；
所述恒流恒压子模块的第一输入端为所述控制模块的第一输入端，所述恒流恒压子模块的第二输入端为所述控制模块的第二输入端，所述恒流恒压子模块的第三输入端为所述控制模块的第三输入端，所述恒流恒压子模块的输出端与所述逻辑控制子模块的输入端连接，所述逻辑控制子模块的输出端与所述驱动子模块的输入端连接，所述驱动子模块的输出端为所述控制模块的输出端；
所述恒流恒压子模块，用于根据经过调整后的所述误差放大信号和所述消磁时间信号生成控制信号，所述控制信号用于指示所述功率开关管的工作周期和导通时间；
所述逻辑控制子模块，用于根据所述控制信号生成开关逻辑控制信号；
所述驱动子模块，用于根据所述开关逻辑控制信号生成所述开关信号。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种开关电源***，所述***包括：开关电源和本公开实施例的第一方面所述的电源控制装置，所述电源控制装置的电压反馈端与所述开关电源的反馈电压连接，所述电源控制装置的输出端与所述开关电源的功率开关管的控制端连接，所述电源控制装置的电流反馈端与所述开关电源的功率开关管的输出端连接。
通过上述技术方案，本公开中的电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块，其中，采样保持模块，用于对开关电源的输出电压进行采样，以得到反馈电压信号，误差放大模块，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号，消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间信号，温度补偿模块，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号，控制模块，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管。本公开通过温度补偿模块根据误差放大信号和电源控制装置当前的温度对反馈电压信号进行补偿，以达到补偿开关电源的输出电压的目的，能够避免开关电源处于重载或高温情况时，输出电压大幅度降低的问题，提高了输出电压的稳定度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置的框图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置与开关电源连接的示意图；
图3是图1所示实施例示出的一种温度补偿模块的框图；
图4是图1所示实施例示出的一种温度补偿模块的电路图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种电源控制装置的框图；
图6是图1所示实施例示出的一种控制模块的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种开关电源***的框图。
附图标记说明
101采样保持模块 102误差放大模块
103控制模块 104消磁时间采样模块
105温度补偿模块 106电压补偿模块
1031恒流恒压子模块 1032逻辑控制子模块
1033驱动子模块 1051第一补偿子模块
1052第二补偿子模块 1053第三补偿子模块
OP1第一运算放大器 OP2第二运算放大器
R1第一电阻 R2第二电阻
R3第三电阻 R5第五电阻
R6第六电阻 D5二极管
Q1三极管 C5第五电容
N1第一NMOS N2第二NMOS
N3第三NMOS N4第四NMOS
P1第一PMOS P2第二PMOS
P3第三PMOS P4第四PMOS
VDD电源端 VFB电压反馈端
IFB电流反馈端 OUT输出端
VSH反馈电压信号 VEA误差放大信号
TDS消磁时间信号 DRI开关信号
VAC交流电源 VOUT输出电压
T1变压器
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电源控制装置的框图。如图1所示，电源控制装置100包括：采样保持模块101、误差放大模块102、控制模块103、消磁时间采样模块104和温度补偿模块105。
采样保持模块101的输入端为电源控制装置100的电压反馈端，采样保持模块101的输出端与误差放大模块102的输入端连接，温度补偿模块105 的输入端和控制模块103的第一输入端，均与误差放大模块102的输出端连接，温度补偿模块105的输出端与采样保持模块101的输入端连接，控制模块103的输出端为电源控制装置100的输出端，消磁时间采样模块104的输入端与采样保持模块101的输入端连接，消磁时间采样模块104的输出端与控制模块103的第二输入端连接，控制模块103的第三输入端为电源控制装置100的电流反馈端。
采样保持模块101，用于对开关电源的反馈电压进行采样，以得到反馈电压信号。
误差放大模块102，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号。
举例来说，以图2所示的电源控制装置100与开关电源连接的示意图为例，其中，电源控制装置100的输出端(例如可以用OUT来表示)与开关电源的三极管Q1的基极连接，电源控制装置100通过输出开关信号DRI来对三极管Q1的通断状态进行控制，从而将输入到开关电源的交流电(英文： Alternating Current)转换为稳定的直流电(英文：DirectCurrent)。当三极管 Q1开启时，交流电源VAC向变压器T1的初级绕组(包括1端和4端)充电。当三极管Q1关闭时，初级绕组上的能量向次级绕组(包括5端和6端)传递，并由滤波电容C5进行储能，因而开关电源的输出电压VOUT只能发生在次级绕组的消磁时间内。输出电压VOUT经过次级绕组和辅助绕组(包括2 端和3端)的耦合以及第五电阻R5和第六电阻R6分压后，得到开关电源的反馈电压，并将反馈电压通过控制装置100的电压反馈端(例如可以用 VFB来表示)输入到采样保持模块101中，由采样保持模块101对反馈电压进行采样。电源控制装置100还可以包括电流反馈端(例如可以用IFB来表示)和电源端(例如可以用VDD来表示)，其中，电流反馈端与三极管Q1 的发射极连接，电源端通过二极管D5与辅助绕组的2端连接。采样保持模块101在获取到反馈电压后，对反馈电压进行采样并保持，以得到反馈电压信号VSH，之后将反馈电压信号VSH输入至误差放大模块102，由误差放大模块102将反馈电压信号VSH与预设的基准电压信号Vref进行比较，以得到误差放大信号VEA。
消磁时间采样模块104，用于采样开关电源的消磁时间信号。
温度补偿模块105，用于根据误差放大信号和电源控制装置100当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号。
控制模块103，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管。
进一步的，误差放大模块102将误差放大信号VEA输入至温度补偿模块105，由温度补偿模块105根据误差放大信号VEA和电源控制装置100 当前所处的温度对反馈电压信号VSH进行补偿。在对反馈电压信号VSH补偿完成后，会将补偿后的反馈电压信号VSH输入至误差放大模块102，以调整误差放大信号VEA。控制模块103根据调整后的误差放大信号VEA和消磁时间采样模块104采样的开关电源的消磁时间信号TDS，生成开关信号 DRI，开关信号DRI用于控制三极管Q1的导通时间和工作频率。其中，开关信号DRI可以通过PWM(英文：Pulse Width Modulation，中文：脉冲宽度调制)和PFM(英文：Pulse FrequencyModulation，中文：脉冲频率调制) 的模拟控制方式来控制三极管Q1的导通时间和工作频率。
温度补偿模块105对反馈电压信号VSH进行补偿，可以是根据误差放大信号VEA和电源控制装置100当前所处的温度，调整温度补偿模块105 输出的电流信号，来对反馈电压信号VSH进行补偿。例如，当开关电源处于重载状态或电源控制装置100当前所处的温度较高时(此时开关电源的输出电压VOUT降低)，提高温度补偿模块105输出的电流信号，来对反馈电压信号VSH进行下拉，以降低反馈电压信号VSH，由于反馈电压信号VSH降低，而预设的基准电压信号Vref不变，误差放大模块102输出的误差放大信号VEA升高，控制模块103根据升高后的误差放大信号VEA和消磁时间信号TDS，调整开关信号DRI，以调节开关电源的输出能量，使输出电压VOUT升高，从而使开关电源输出恒定的输出电压VOUT。当开关电源处于轻载状态或电源控制装置100当前所处的温度为常温时(此时开关电源的输出电压 VOUT基本不变)，使温度补偿模块105输出较低的电流信号，不对反馈电压信号VSH进行补偿，使开关电源输出恒定的输出电压VOUT。
综上所述，本公开中的电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块，其中，采样保持模块，用于对开关电源的输出电压进行采样，以得到反馈电压信号，误差放大模块，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号，消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间信号，温度补偿模块，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号，控制模块，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管。本公开通过温度补偿模块根据误差放大信号和电源控制装置当前的温度对反馈电压信号进行补偿，以达到补偿开关电源的输出电压的目的，能够避免开关电源处于重载或高温情况时，输出电压大幅度降低的问题，提高了输出电压的稳定度。
图3是图1所示实施例示出的一种温度补偿模块的框图。如图3所示，温度补偿模块105包括：第一补偿子模块1051、第二补偿子模块1052、和第三补偿子模块1053。
第一补偿子模块1051的输入端为温度补偿模块105的输入端，第二补偿子模块1052的输入端与第一补偿子模块1051的输入端连接，第一补偿子模块1051的输出端和第二补偿子模块1052的输出端，均与第三补偿子模块 1053的输入端连接，第三补偿子模块1053的输出端为温度补偿模块105的输出端。
第一补偿子模块1051，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度，输出第一电流信号。
第二补偿子模块1052，用于根据误差放大信号，输出第二电流信号。
第三补偿子模块1053，用于根据第一电流信号和第二电流信号，确定第三电流信号。
第三补偿子模块1053，还用于根据第三电流信号对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号。
示例的，在合理的负载范围内，误差放大器102输出的误差放大信号 VEA的大小，是和开关电源的负载状态呈正相关(即负载越轻，VEA越低，负载越重，VEA越高)。并且，在不同负载的情况下，输出电压VOUT会表现出不同的温度特性。因此，为了避免开关电源处于重载或高温情况时，输出电压VOUT大幅度降低，可以通过温度补偿模块105利用误差放大信号VEA 引入负载轻重的变量，同时利用温度补偿模块105中阻抗受温度影响不同的元器件(例如正温度系数电阻和负温度系数电阻)，来综合负载状态和温度对输出电压VOUT的影响，以对反馈电压信号VSH进行补偿，从而实现输出电压VOUT在不同负载下不随温度变化。
例如，第一补偿子模块1051中可以设置有阻抗与温度负相关的元器件 (例如负温度系数电阻)，第一补偿子模块1051可以根据误差放大信号VEA 和电源控制装置100当前所处的温度，输出第一电流信号I1。第二补偿子模块1052中可以设置有阻抗不受温度影响的元器件(例如可以将负温度系数电阻和正温度系数电阻按照一定比例串联，以使串联后的电阻总阻值不受温度影响)，第二补偿子模块1052可以根据误差放大信号，输出第二电流信号 I2。其中，第一电流信号I1既与误差放大信号VEA正相关，又与温度正相关，第二电流信号I2仅与误差放大信号VEA正相关。第三补偿子模块1053 可以将第一电流信号I1和第二电流信号I2的差，作为第三电流信号I3，并根据第三电流信号I3对反馈电压信号VSH进行补偿，以调整误差放大信号 VEA。
具体的，第三补偿子模块1053，用于：
若第三电流信号大于或等于预设电流阈值，根据第三电流信号和预设的比例系数，降低反馈电压信号，以调整误差放大信号。
第三补偿子模块1053在确定第三电流信号I3后，判断第三电流信号I3 与预设电流阈值的的大小关系。若第三电流信号I3大于或等于预设电流阈值(预设电流阈值例如可以是0.1A)，则根据第三电流信号I3和预设的比例系数，确定补偿电流Icomp。之后第三补偿子模块1053通过补偿电流Icomp对反馈电压信号VSH进行下拉，以降低反馈电压信号VSH，从而调整误差放大信号VEA，其中，补偿电流Icomp＝I3×K，K为预设的比例系数(例如 K＝1.5)。若第三电流信号I3小于预设电流阈值，不对反馈电压信号VSH 进行补偿。
图4是图1所示实施例示出的一种温度补偿模块的电路图。如图4所示，第一补偿子模块1051包括：第一运算放大器OP1、第一电阻R1、第一NMOS N1和第二NMOS N2，第一电阻R1为负温度系数电阻。
第一运算放大器OP1的同相输入端为第一补偿子模块1051的输入端，第一运算放大器OP1的反相输入端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻 R1的第二端接地，第一运算放大器OP1的输出端与第一NMOS N1的漏极连接，第一电阻R1的第一端与第一NMOS N1的漏极连接，第一NMOS N1 的漏极和栅极连接，第一NMOS N1的源极与第二NMOS N2的源极连接，第一NMOS N1的栅极与第二NMOS N2的栅极连接，第二NMOS N2的漏极为第一补偿子模块1051的输出端。
第二补偿子模块1052包括：第二运算放大器OP2、第二电阻R2、第三电阻R3、第三NMOS N3、第四NMOS N4、第一PMOS P1和第二PMOS P2，第二电阻R2为负温度系数电阻，第三电阻R3为正温度系数电阻。
第二运算放大器OP2的同相输入端为第二补偿子模块1052的输入端，第二运算放大器OP2的反相输入端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻 R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地，第二运算放大器OP2的输出端与第三NMOS N3的漏极连接，第二电阻R2的第一端与第三NMOS N3的漏极连接，第三NMOS N3的漏极与栅极连接，第三NMOS N3的源极与第四NMOS N4的源极连接，第三NMOS N3的栅极与第四NMOS N4的栅极连接，第四NMOS N4的漏极与第一PMOS P1 的漏极连接，第一PMOS P1的漏极与栅极连接，第一PMOS P1的栅极和第二PMOS P2的栅极连接，第一PMOS P1的源极和第二PMOS P2的源极，均与第三电阻R3的第二端连接，第二PMOS P2的漏极为第二补偿子模块1052的输出端。
第三补偿子模块1053包括：第三PMOS P3和第四PMOS P4。
第三PMOS P3的漏极为第三补偿子模块1053的输入端，第三PMOS P3 的漏极和栅极连接，第三PMOS P3的栅极与第四PMOS P4的栅极连接，第三PMOS P3的源极和第四PMOSP4的源极，均与地连接，第四PMOS P4 的漏极作为第三补偿子模块1053的输出端。
其中，第一电阻R1和第二电阻R2例如可以是多晶硅电阻(即负温度系数电阻)，当电源控制装置100的温度越高时，第一电阻R1、第二电阻 R2的阻值越小。第三电阻R3例如可以是阱电阻(即正温度系数电阻)，当电源控制装置100的温度越高时，第三电阻R3的阻值越大。第二电阻R2 和第三电阻R3按照一定比例串联，使其在常温下满足R1＝R2+R3，第二电阻R2和第三电阻R3串联后的总电阻可视为无温度系数电阻。
举例来说，第一补偿子模块1051根据误差放大信号VEA和电源控制装置当前所处的温度，输出的第一电流信号I1＝VEA/R1，由于第一电阻R1 随温度升高而变小，所以第一电流信号I1既与误差放大信号VEA正相关，又与温度正相关。第二补偿子模块1052根据误差放大信号，输出的第二电流信号I2＝VEA/(R2+R3)，由于R2+R3在温度变化时，是保持恒定的，所以第二电流信号I2仅与误差放大信号VEA正相关。第三补偿子模块1053 根据第一电流信号I1和第二电流信号I2，确定的第三电流信号I3＝I1-I2＝ VEA/(R2+R3)-VEA/R1，常温情况下，R1＝R2+R3，则I1＝I2，第三电流信号I3为0。在负载状态不变的情况下(即在误差放大信号VEA不变的情况下)，随着温度的升高，第一电阻R1变小，第三电流信号I3变大。在温度不变的情况下，随着误差放大信号VEA变大，第三电流信号I3变大，即负载越重，第三电流信号I3越大。
第三电流信号I3经过第三PMOS P3和第四PMOS P4所组成的电流镜，会按照预设的比例系数放大，以得到补偿电流Icomp。由温度补偿模块105将补偿电流Icomp发送至电源控制装置100的电压反馈端，以对反馈电压信号 VSH进行补偿。当开关电源处于轻载或者常温情况时，补偿电流Icomp基本为零，基本不会影响反馈电压信号VSH，输出电压VOUT也不会得到补偿。当开关电源处于重载或者高温情况时，补偿电流Icomp则会较大，通过补偿电流Icomp的下拉作用，会降低反馈电压信号VSH，使误差放大模块102输出的误差放大信号VEA升高，控制模块103根据升高后的误差放大信号VEA 和消磁时间信号TDS，调整开关信号DRI，以调节开关电源的输出能量，使输出电压VOUT升高，从而使开关电源输出恒定的输出电压VOUT。温度补偿模块105对输出电压VOUT的补偿值，与补偿电流Icomp的大小有关，可以根据实际测试中设定的补偿目标，调节第三PMOS P3和第四PMOS P4所组成的电流镜的电流镜比例(即预设的比例系数)来调节补偿电流Icomp，使输出电压VOUT在不同的负载状态和不同的温度下均保持稳定，提高了输出电压 VOUT的稳定度。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种电源控制装置的框图。如图5 所示，电源控制装置100还包括：电压补偿模块106，电压补偿模块106的输入端与误差放大模块102的输出端连接，电压补偿模块106的输出端与采样保持模块101的输入端连接。
电压补偿模块106，用于根据误差放大信号生成补偿电压信号，并将补偿电压信号叠加到采样保持模块101的输入端进行补偿。
在一种场景中，电源控制装置100中还可以包括电压补偿模块106，电压补偿模块106可以根据误差放大信号VEA生成补偿电压信号，并将补偿电压信号叠加到采样保持模块101的输入端，以补偿导线产生的压降。进一步的，该控制装置100中还可以包括基准偏置模块、高低压转换模块和相应的启动电路。
图6是图1所示实施例示出的一种控制模块的框图。如图6所示，控制模块103包括：恒流恒压子模块1031、逻辑控制子模块1032和驱动子模块1033。
恒流恒压子模块1031的第一输入端为控制模块103的第一输入端，恒流恒压子模块1031的第二输入端为控制模块103的第二输入端，恒流恒压子模块1031的第三输入端为控制模块103的第三输入端，恒流恒压子模块 1031的输出端与逻辑控制子模块1032的输入端连接，逻辑控制子模块1032 的输出端与驱动子模块1033的输入端连接，驱动子模块1033的输出端为控制模块103的输出端。
恒流恒压子模块1031，用于根据经过调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成控制信号，控制信号用于指示功率开关管的工作周期和导通时间。
逻辑控制子模块1032，用于根据控制信号生成开关逻辑控制信号。
驱动子模块1033，用于根据开关逻辑控制信号生成开关信号。
具体的，恒流恒压子模块1031在接收到误差放大模块102输出的误差放大信号VEA后，在消磁时间信号TDS的协助下生成开关电源当前所处负载状态和温度对应的控制信号ON/OFF进行输出，其中ON信号用于决定电源控制装置100的工作频率(即开关电源的工作频率)，OFF信号用于决定电源控制装置100工作的导通时间(即开关电源的工作周期)，ON信号与 OFF信号在逻辑控制子模块1032内进行逻辑运算得到开关逻辑控制信号 PUL，再经过驱动子模块1033得到控制开关电源的功率开关管的开关信号 DRI。
综上所述，本公开中的电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块，其中，采样保持模块，用于对开关电源的输出电压进行采样，以得到反馈电压信号，误差放大模块，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号，消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间信号，温度补偿模块，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号，控制模块，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管。本公开通过温度补偿模块根据误差放大信号和电源控制装置当前的温度对反馈电压信号进行补偿，以达到补偿开关电源的输出电压的目的，能够避免开关电源处于重载或高温情况时，输出电压大幅度降低的问题，提高了输出电压的稳定度。
图7是根据一示例性实施例示出的一种开关电源***的示意图。如图7 所示，该***300包括：开关电源200和上述任一种电源控制装置100，电源控制装置100的电压反馈端与开关电源200的反馈电压连接，电源控制装置100的输出端与开关电源200的功率开关管的控制端连接，电源控制装置 100的电流反馈端与开关电源200的功率开关管的输出端连接。
关于上述实施例中的开关电源***300，其中电源控制装置100控制开关电源200时执行操作的具体方式已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开中的电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块，其中，采样保持模块，用于对开关电源的输出电压进行采样，以得到反馈电压信号，误差放大模块，用于将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号，消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间信号，温度补偿模块，用于根据误差放大信号和电源控制装置当前所处的温度对反馈电压信号进行补偿，以调整误差放大信号，控制模块，用于根据调整后的误差放大信号和消磁时间信号生成开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管。本公开通过温度补偿模块根据误差放大信号和电源控制装置当前的温度对反馈电压信号进行补偿，以达到补偿开关电源的输出电压的目的，能够避免开关电源处于重载或高温情况时，输出电压大幅度降低的问题，提高了输出电压的稳定度。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置包括：采样保持模块、误差放大模块、控制模块、消磁时间采样模块和温度补偿模块；
所述采样保持模块的输入端为所述电源控制装置的电压反馈端，所述采样保持模块的输出端与所述误差放大模块的输入端连接，所述温度补偿模块的输入端和所述控制模块的第一输入端，均与所述误差放大模块的输出端连接，所述温度补偿模块的输出端与所述采样保持模块的输入端连接，所述控制模块的输出端为所述电源控制装置的输出端，所述消磁时间采样模块的输入端与所述采样保持模块的输入端连接，所述消磁时间采样模块的输出端与所述控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的第三输入端为所述电源控制装置的电流反馈端；
所述采样保持模块，用于对开关电源的反馈电压进行采样，以得到反馈电压信号；
所述误差放大模块，用于将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较，以得到误差放大信号；
所述消磁时间采样模块，用于采样所述开关电源的消磁时间信号；
所述温度补偿模块，用于根据所述误差放大信号和所述电源控制装置当前所处的温度对所述反馈电压信号进行补偿，以调整所述误差放大信号；
所述控制模块，用于根据调整后的所述误差放大信号和所述消磁时间信号生成开关信号，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述温度补偿模块包括：第一补偿子模块、第二补偿子模块、和第三补偿子模块；
所述第一补偿子模块的输入端为所述温度补偿模块的输入端，所述第二补偿子模块的输入端与所述第一补偿子模块的输入端连接，所述第一补偿子模块的输出端和所述第二补偿子模块的输出端，均与所述第三补偿子模块的输入端连接，所述第三补偿子模块的输出端为所述温度补偿模块的输出端；
所述第一补偿子模块，用于根据所述误差放大信号和所述电源控制装置当前所处的温度，输出第一电流信号；
所述第二补偿子模块，用于根据所述误差放大信号，输出第二电流信号；
所述第三补偿子模块，用于根据所述第一电流信号和所述第二电流信号，确定第三电流信号；
所述第三补偿子模块，还用于根据所述第三电流信号对所述反馈电压信号进行补偿，以调整所述误差放大信号。
3.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述第三补偿子模块，用于：
若所述第三电流信号大于或等于预设电流阈值，根据所述第三电流信号和预设的比例系数，降低所述反馈电压信号，以调整所述误差放大信号。
4.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述第一补偿子模块包括：第一运算放大器、第一电阻、第一NMOS和第二NMOS，所述第一电阻为负温度系数电阻；
所述第一运算放大器的同相输入端为所述第一补偿子模块的输入端，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第一NMOS的漏极连接，所述第一电阻的第一端与所述第一NMOS的漏极连接，所述第一NMOS的漏极和栅极连接，所述第一NMOS的源极与所述第二NMOS的源极连接，所述第一NMOS的栅极与所述第二NMOS的栅极连接，所述第二NMOS的漏极为所述第一补偿子模块的输出端；
所述第二补偿子模块包括：第二运算放大器、第二电阻、第三电阻、第三NMOS、第四NMOS、第一PMOS和第二PMOS，所述第二电阻为负温度系数电阻，所述第三电阻为正温度系数电阻；
所述第二运算放大器的同相输入端为所述第二补偿子模块的输入端，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述第三NMOS的漏极连接，所述第二电阻的第一端与所述第三NMOS的漏极连接，所述第三NMOS的漏极与栅极连接，所述第三NMOS的源极与所述第四NMOS的源极连接，所述第三NMOS的栅极与所述第四NMOS的栅极连接，所述第四NMOS的漏极与所述第一PMOS的漏极连接，所述第一PMOS的漏极与栅极连接，所述第一PMOS的栅极和所述第二PMOS的栅极连接，所述第一PMOS的源极和所述第二PMOS的源极，均与所述第三电阻的第二端连接，所述第二PMOS的漏极为所述第二补偿子模块的输出端。
5.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，所述第三补偿子模块包括：第三PMOS和第四PMOS；
所述第三PMOS的漏极为所述第三补偿子模块的输入端，所述第三PMOS的漏极和栅极连接，所述第三PMOS的栅极与所述第四PMOS的栅极连接，所述第三PMOS的源极和所述第四PMOS的源极，均与地连接，所述第四PMOS的漏极作为所述第三补偿子模块的输出端。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电源控制装置，其特征在于，所述电源控制装置还包括：电压补偿模块，所述电压补偿模块的输入端与所述误差放大模块的输出端连接，所述电压补偿模块的输出端与所述采样保持模块的输入端连接；
所述电压补偿模块，用于根据所述误差放大信号生成补偿电压信号，并将所述补偿电压信号叠加到所述采样保持模块的输入端进行补偿。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：恒流恒压子模块、逻辑控制子模块和驱动子模块；
所述恒流恒压子模块的第一输入端为所述控制模块的第一输入端，所述恒流恒压子模块的第二输入端为所述控制模块的第二输入端，所述恒流恒压子模块的第三输入端为所述控制模块的第三输入端，所述恒流恒压子模块的输出端与所述逻辑控制子模块的输入端连接，所述逻辑控制子模块的输出端与所述驱动子模块的输入端连接，所述驱动子模块的输出端为所述控制模块的输出端；
所述恒流恒压子模块，用于根据经过调整后的所述误差放大信号和所述消磁时间信号生成控制信号，所述控制信号用于指示所述功率开关管的工作周期和导通时间；
所述逻辑控制子模块，用于根据所述控制信号生成开关逻辑控制信号；
所述驱动子模块，用于根据所述开关逻辑控制信号生成所述开关信号。
8.一种开关电源***，其特征在于，所述***包括：开关电源和权利要求1-7中任一项所述的电源控制装置，所述电源控制装置的电压反馈端与所述开关电源的反馈电压连接，所述电源控制装置的输出端与所述开关电源的功率开关管的控制端连接，所述电源控制装置的电流反馈端与所述开关电源的功率开关管的输出端连接。
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CN113708637A (zh) * 2021-08-18 2021-11-26 深圳市必易微电子股份有限公司 一种反馈电压采样补偿方法及其原边反馈控制电路、反激电源
CN115963311A (zh) * 2023-03-15 2023-04-14 北京炎黄国芯科技有限公司 一种用于ldo限流的电流检测电路

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