采樣裝置和具其的開關(guān)電源管理芯片及充電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于開關(guān)電源管理芯片的采樣裝置 和具有該采樣裝置的開關(guān)電源管理芯片以及具有該開關(guān)電源管理芯片的充電器。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今的小功率開關(guān)電源充電器通常會(huì)采用開關(guān)電源管理芯片來得到恒定的輸出 電壓。如圖1所示，現(xiàn)有的開關(guān)電源管理芯片1C通常采用初級(jí)控制的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電 壓的控制，即，現(xiàn)有的開關(guān)電源管理芯片1C通過變壓器的次級(jí)繞組和輔助繞組之間的電壓 耦合來對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)和采樣，并且根據(jù)采樣所得的電壓來控制功率三極管Q1的開 關(guān)，從而調(diào)整輸出功率的大小，以得到恒定的輸出電壓。其中，當(dāng)功率三極管Q1導(dǎo)通時(shí)，交 流輸入電壓會(huì)給初級(jí)電感充電，而當(dāng)功率三極管Q1關(guān)斷時(shí)，初級(jí)電感上的能量會(huì)向次級(jí)傳 遞。因此，開關(guān)電源管理芯片1C對(duì)輸出電壓的檢測(cè)和采樣只能發(fā)生在次級(jí)的消磁時(shí)間（簡 稱TDS)內(nèi)。同時(shí)，輸出電壓的米樣一旦結(jié)束，米樣所得的電壓將通過電容一直保持到下一 次輸出電壓的采樣周期的開始。
[0003] 目前，輸出電壓的檢測(cè)與采樣通常在功率管關(guān)斷后的一段固定長度的延時(shí)時(shí)間 內(nèi)進(jìn)行，并且在消磁結(jié)束時(shí)結(jié)束。然而，當(dāng)開關(guān)電源管理芯片工作在脈沖寬度調(diào)制（Pulse WidthModulation，簡稱PWM)模式時(shí)，開關(guān)電源管理芯片的功率管的導(dǎo)通峰值電流(簡稱 IPK)會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，進(jìn)而導(dǎo)致次級(jí)的消磁時(shí)間TDS也發(fā)生相應(yīng)的變化，S卩，負(fù)載 越大，則導(dǎo)通峰值電流越大，進(jìn)而次級(jí)的消磁時(shí)間TDS也越長。同時(shí)，在功率管關(guān)斷時(shí)，漏感 效果會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的反饋波形出現(xiàn)震蕩毛刺，并且該震蕩毛刺與功率管輸出能量有關(guān)， 艮P，峰值電流越大，則功率管輸出的能量越大，進(jìn)而反饋波形的震蕩毛刺越嚴(yán)重。如圖2所 示，輸出電壓的檢測(cè)與采樣是在功率管關(guān)斷后固定的一段固定長度的延時(shí)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。 因此，當(dāng)功率管的導(dǎo)通峰值電壓IPK較大時(shí)，輸出電壓的采樣極有可能會(huì)采到震蕩波形，進(jìn) 而導(dǎo)致開關(guān)電源管理芯片無法將電壓控制在恒定值。
[0004] 如圖3所示，為現(xiàn)有的開關(guān)電源充電器的輸出電壓的采樣裝置的示意圖。如圖3 所示在消磁的過程中，延時(shí)時(shí)間是固定的。因此，在次級(jí)二極管上會(huì)存在一定的壓降，而壓 降的大小是與通過次級(jí)二極管的電流的大小直接相關(guān)的，即，在變壓器消磁結(jié)束時(shí)，輸出二 極管的兩端電壓差最小。對(duì)于目前所采用的輸出電壓的檢測(cè)和采樣方式，次級(jí)二極管的壓 降會(huì)使得米樣的輸出電壓出現(xiàn)誤差，即，米樣的輸出電壓的平均值會(huì)高于輸出電壓的實(shí)際 反饋值。同時(shí)，導(dǎo)通峰值電流IPK越大，次級(jí)的消磁時(shí)間TDS就越長，則輸出電壓的采樣時(shí) 間也越長，這樣的采樣方式所得到的平均輸出電壓將進(jìn)一步地大于該輸出電壓的實(shí)際反饋 值。因此，在不同負(fù)載的情況下，采樣電壓的偏差將很大程度上地降低開關(guān)電源管理芯片的 輸出負(fù)載調(diào)整效果，進(jìn)而降低小功率開關(guān)電源充電器的輸出電壓的恒壓精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0006] 為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種用于開關(guān)電源管理芯片的采樣裝置，以 提高開關(guān)電源管理芯片的采樣的抗干擾能力，并提高輸出電壓的恒壓精度。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提出一種用于開關(guān)電源管理芯片的采樣裝置，包括：可 變延時(shí)產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)次級(jí)消磁時(shí)間TDS生成第一延時(shí)時(shí)間；消磁結(jié)束判斷模塊，用于 判斷次級(jí)消磁是否結(jié)束并生成消磁結(jié)束信號(hào)；第一采樣模塊，用于根據(jù)該第一延時(shí)時(shí)間和 該消磁結(jié)束信號(hào)生成第一采樣信號(hào)；以及第二采樣模塊，用于根據(jù)第一延時(shí)時(shí)間和該第一 采樣信號(hào)生成第二采樣信號(hào)。
[0008] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，該采樣裝置具有以下兩方面的技術(shù)效果：
[0009] 首先，可變延時(shí)產(chǎn)生模塊生成第一延時(shí)時(shí)間，而該第一延時(shí)時(shí)間是根據(jù)次級(jí)的消 磁時(shí)間TDS變換的，這就使得第一采樣模塊避免了采到震蕩毛刺的問題，進(jìn)而有效地降低 了不同的次級(jí)消磁時(shí)間TDS所帶來的采樣時(shí)間的偏差，提高了開關(guān)電源管理芯片的采樣抗 干擾能力。
[0010] 其次，本發(fā)明實(shí)施例的采樣裝置在設(shè)置了第一采樣模塊之后，又設(shè)置了第二采樣 模塊。該第二采樣模塊根據(jù)第一延時(shí)時(shí)間和第一采樣信號(hào)生成第二采樣信號(hào)，使得最終得 到的處理信號(hào)跟隨消磁結(jié)束點(diǎn)的反饋電壓，進(jìn)而提高輸出電壓的恒壓精度。
[0011] 在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，該第一采樣模塊包括：第一脈沖生成子模塊、第一 觸發(fā)器子模塊和第一米樣子模塊。其中，第一脈沖生成子模塊用于根據(jù)該第一延時(shí)時(shí)間生 成第一脈沖信號(hào)；第一觸發(fā)器子模塊與第一脈沖生成子模塊和消磁結(jié)束判斷模塊相連，并 用于根據(jù)第一脈沖信號(hào)和消磁結(jié)束信號(hào)生成第一脈沖序列；第一米樣子模塊與第一觸發(fā)器 子模塊相連，并用于根據(jù)第一脈沖序列進(jìn)行采樣以生成該第一采樣信號(hào)。
[0012] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第二采樣模塊包括：第二脈沖生成子模塊和 第二采樣子模塊。其中，第二脈沖生成子模塊用于根據(jù)第一脈沖序列生成第二脈沖序列信 號(hào)；第二采樣子模塊與第二脈沖生成子模塊相連，并用于根據(jù)第二脈沖序列對(duì)第一采樣信 號(hào)進(jìn)行采樣以生成第二采樣信號(hào)。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可變延時(shí)產(chǎn)生模塊包括：鏡像電流生成子模塊和控制 子模塊。其中，鏡像電流生成子模塊用于根據(jù)峰值電流基準(zhǔn)電壓生成鏡像充電電流，并且該 鏡像充電電流與該次級(jí)消磁時(shí)間相關(guān)；控制子模塊用于根據(jù)開關(guān)電源管理芯片的導(dǎo)通信號(hào) 和鏡像充電電流生成該第一延時(shí)時(shí)間。
[0014] 此外，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，鏡像電流生成子模塊包括：用于根據(jù)該峰值 電流基準(zhǔn)電壓生成第一鏡像電流的第一級(jí)電流鏡，以及用于根據(jù)該第一鏡像電流生成該鏡 像充電電流的第二級(jí)電流鏡。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，可變延時(shí)產(chǎn)生模塊包括：反相器，該反相器的輸入 端與開關(guān)電源管理芯片的導(dǎo)通信號(hào)相連；延遲電容，該延遲電容的一端與該反相器的輸出 端相連，該延遲電容的另一端接地；比較器，該比較器的第一輸入端與該反相器的輸出端相 連，該比較器的第二輸入端與峰值電流基準(zhǔn)電壓相連；以及或非門，該或非門的第一輸入 端與該開關(guān)電源管理芯片的導(dǎo)通信號(hào)相連，該或非門的第二輸入端與該比較器的輸出端相 連，該或非門的輸出端輸出該第一延時(shí)時(shí)間。
[0016] 本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提出一種開關(guān)電源管理芯片，包括：如本發(fā)明以上實(shí)施 例所述的采樣裝置，該采樣裝置與該開關(guān)電源管理芯片的采樣反饋端相連；消磁時(shí)間采樣 裝置，用于對(duì)次級(jí)消磁時(shí)間進(jìn)行采樣；控制裝置，用于根據(jù)該第二采樣信號(hào)生成控制信號(hào)； 以及驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)該控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0017] 此外，本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提出一種充電器，包括如本發(fā)明以上實(shí)施例所述 的開關(guān)電源管理芯片。
[0018] 總而言之，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的用于開關(guān)電源管理芯片的采樣裝置、開關(guān)電 源管理芯片和充電器提高了開關(guān)電源管理芯片的采樣抗干擾能力，并提高輸出電壓的恒壓 精度。
[0019] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0020] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0021] 圖1為現(xiàn)有的開關(guān)電源充電器的電路示意圖；
[0022] 圖2為現(xiàn)有的開關(guān)電源充電器的輸出電壓的采樣的波形示意圖；