一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片。


背景技术：

2.参考图1，在ac电压转换为dc电压的充电器系统领域，由于ac输入电压和电源驱动芯片(图中虚框所示)内部驱动电路(mos管)的延迟问题，导致整个系统在高、低压输入时的变压器原边的电流il的峰值ipeak不同，由此导致最大恒流值不同。
3.具体来说，芯片工作在pwm峰值电流模式，pwm峰值电流模式指的是工作在固定频率下，芯片通过检测原边的峰值电流关断开关管实现对输出电压的调节，图2为峰值电流模式工作波形。其工作原理为振荡器osc变为高电平时,开关管q1导通，电感电流il流过电阻rcs产生采样电压vcs，当vcs大于参考电压vref时，pwm比较器输出信号翻转从而关断开关管q1，等到osc信号再次触发开关管q1再导通，依次循环实现对输出电压的调节。当开关管q1导通时，电感电流的斜率为：
[0004][0005]
从公式(1)可以看出对于不同的输入电压vin,其电感电流il的上升斜率不同。当理想情况时情况时有：
[0006][0007]
然而由于驱动电路的延迟导致在开关管q1真正关断时的电流ipeak为:
[0008][0009]
则pwm比较器最终的输入电压vcs等于：
[0010][0011]
tdelay与输入电压vin无关，因此对于相同的参考电压vref时，vin最高电压达到400v，最低为70v，ipeak与最终的输入电压vcs是正相关的，结合式(2)可以看出，由于tdelay的原因高压输入时的ipeak偏差相对于低压输入时的偏差要大许多，导致高低压的情形不同，如图2所示。
[0012]
因此我们曾尝试设计一个与vin有关的参数来抵消t
delay
的影响。如图3，na为辅助绕组，主要有两个作用，当开关管q1导通时采样电流对i
peak
进行补偿，当开关管q1关断时，对芯片vcc进行供电。其中补偿的部分为，通过一路与v
in
有关的电流流过补偿电阻r
line
叠加到v
cs
电压。其基本原理是，根据变压器的特性，当mos导通时，原边电压vin加到变压器原边侧绕组，导通时，原边侧电感两端的变化为vin，折射到辅助绕组的电压为va，n＝n
p
/na，由于
变压器是反相的，所以此时va为：
[0013][0014]
可以看出va是与vin有关的量。此时通过内部电路脚dem脚的电压钳位到0.1v，此时流过dem脚的电流为：
[0015][0016]
通过镜像模块缩小k倍，得到：
[0017][0018]
补偿后电压pwm比较器最终的输入电压等于：
[0019][0020]
叠加到vcs上的电压会让系统提前翻转，通过计算让式(8)成立：
[0021][0022]
使提前翻转的量等于tdelay引起的变化，则有：
[0023]vcs
＝v
ref
(9)；
[0024]
则ipeak等于：
[0025][0026]
从式(10)可以看出经过补偿后ipeak是与线电压vin无关的参数，只与vref相关。图4为补偿后的示意图，虚线为补偿后的ipeak，其中tdelay为示意图，不代表真正的tdelay比例。
[0027]
但是，以上电路必须需要辅助绕组来实现流过mos管q1的电流峰值ipeak的补偿。


技术实现要素：

[0028]
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在高、低压输入时的流过驱动管的电流峰值不同，由此导致最大恒流值不同，或者需要利用辅助绕组实现驱动管的电流峰值补偿的缺陷，提供一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片。
[0029]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种线电压补偿电路，可应用于驱动电路，所述驱动电路包括基于接入的所述线电压产生输入电流的驱动管、实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压的采样单元、基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的控制单元，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，所述线电压补偿电路包括：
[0030]
补偿电流产生模块，用于在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；
[0031]
补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所
述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关。
[0032]
优选地，所述补偿电流产生模块包括：电压采集单元，用于连接所述采样单元，在所述导通周期内对所述采样电压进行所述预设采样时长的采样而得到所述采集电压；电压电流转换单元，所述电压电流转换单元基于第一转换电阻将所述采集电压转换为所述补偿电流；
[0033]
所述补偿电压产生模块是基于第二转换电阻将所述补偿电流转换为第二补偿电压，所述第一转换电阻和第二转换电阻满足其中：t
sample
表示所述预设采样时长，t
delay
表示所述预设延时，r
line
表示第二转换电阻的阻值，r表示第一转换电阻的阻值。
[0034]
优选地，所述补偿电流产生模块包括还包括：
[0035]
电压转移单元，连接于所述电压采集单元和所述电压电流转换单元之间，用于在所述驱动管的当前的导通周期内或者接下来的关断周期内将所述采集电压转移到所述电压电流转换单元，以便于上一个所述导通周期内所述电压采集单元获取的所述采集电压得以在下一个所述导通周期内被所述电压转移单元转换为补偿电流。
[0036]
优选地，所述电压转移单元包括一级充电过渡电路或者依次连接的多级充电过渡电路，所述充电过渡电路用于通过充电获取所述采集电压，多级所述充电过渡电路中的后一级充电过渡电路是在前一级充电过渡电路充电完毕后才开始充电。
[0037]
优选地，所述电压采集单元包括充电模块，所述充电模块包括在所述驱动管导通周期内利用所述采样电压进行充电的单个或者两个充电电路：如果是单个所述充电电路，则所述充电电路在所述驱动管开始导通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出；如果是两个所述充电电路，则两个所述充电电路同步启动充电且两个所述充电电路结束充电的时间相差所述预设采样时长，并在充电过程中将两个所述充电电路的充电电压的绝对差压输出。
[0038]
优选地，所述电压采集单元还包括：
[0039]
第一电流镜，与所述充电模块连接，用于基于所述充电模块输出的电压产生对应的基准电流，并镜像出镜像电流；
[0040]
电压产生电路，与所述第一电流镜连接，用于将所述镜像电流转换为所述采集电压。
[0041]
优选地，所述电压电流转换单元包括第二电流镜，所述第二电流镜包括设置基准电流的所述第一转换电阻、输入端与均固定电压连接的第三镜像管和第四镜像管，所述第一转换电阻的第一端通过一个开关管连接第三镜像管的输出端，所述第四镜像管的输出端输出所述补偿电流，所述第二镜像管的输出端同时连接所述控制单元的pwm比较器的第二个输入端和所述第二转换电阻的第一端；
[0042]
其中，所述第一转换电阻的第一端连接所述充电模块的单个充电电路，将单个所述充电电路输出的充电电压作为所述采集电压，所述第一转换电阻的第二端接地；或者，所述第一转换电阻的第一端和第二端分别连接所述充电模块的两个所述充电电路，将两个所述充电电路的绝对差压作为所述采集电压，所述第一转换电阻的第二端经由开关管接地；
或者，所述第一转换电阻的第一端连接至所述电压转移单元以获取所述采集电压。
[0043]
更具体的，所述控制单元包括pwm比较器，所述采样单元包括采样电阻，所述驱动管的输入端接入所述线电压，所述采样电阻的第一端连接所述驱动管的输出端，所述采样电阻的第二端接地，所述pwm比较器的第一个输入端接入参考电压，所述pwm比较器的第二个输入端通过所述补偿电压产生模块连接至所述采样电阻的第一端，所述补偿电流产生模块的输入端连接所述采样电阻的第一端以采样所述采样电压，所述补偿电流产生模块的输出端连接至所述补偿电压产生模块和所述pwm比较器的第二个输入端之间，以将所述补偿电流输入到所述补偿电压产生模块。
[0044]
本发明还构造了一种电源驱动芯片，可应用于ac转dc电源系统，所述电源驱动芯片内部集成有驱动管和控制单元，所述电源驱动芯片内部集成或者外部连接采样单元，所述驱动管用于基于接入的所述线电压产生输入电流，所述采样单元用于实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压，所述控制单元用于基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，其特征在于，所述芯片内部还集成有如前任一项所述的线电压补偿电路。
[0045]
本发明的线电压补偿电路以及电源驱动芯片，具有以下有益效果：本发明利用补偿电流产生模块在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流，对于产生的补偿电流，补偿电压产生模块会转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时(即峰值电流)保持恒定而与所述线电压无关，如此，本发明无需辅助绕组即可实现对流过驱动管的峰值电流的补偿，使其与输入的线电压大小无关，而且整个补偿电路可以集成在芯片内部，结构简单。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
[0047]
图1是传统ac-dc电源的结构示意图；
[0048]
图2是图1工作在峰值电流模式工作波形；
[0049]
图3是现有线电压补偿电路的示意图；
[0050]
图4是现有线电压补偿电路的补偿原理波形图；
[0051]
图5是采用了本发明的线电压补偿电路的电源驱动芯片的应用场景示意图；
[0052]
图6是实施例一的线电压补偿电路的原理框图；
[0053]
图7是实施例一中补偿电流产生模块的电路图；
[0054]
图8是ccm模式下的工作波形原理图；
[0055]
图9是dcm模式下的工作波形原理图；
[0056]
图10是实施例二的补偿电流产生模块的电路图；
[0057]
图11是实施例三的线电压补偿电路的原理框图；
[0058]
图12是实施例三的补偿电流产生模块的电路图；
[0059]
图13是实施例四的补偿电流产生模块的电路图；
[0060]
图14是两类实施例的补偿效果对比图。
具体实施方式
[0061]
为了解决现有技术的上述在高、低压输入时的流过驱动管q1的电流峰值不同，由此导致最大恒流值不同，或者需要利用辅助绕组实现驱动管q1的电流峰值补偿的缺陷，参考图5，本发明设计了一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片1000，本发明的补偿电路主要包括补偿电流产生模块1和补偿电压产生模块2，这两个模块均可以集成在电源驱动芯片1000内。补偿电流产生模块1用于在所述驱动管q1的每一个导通周期内对所述采样电压vcs进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来(例如接下来的一个导通周期)的导通周期内转换为补偿电流iline；补偿电压产生模块2用于将所述补偿电流iline转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压vcs上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压vcs的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管q1延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关。
[0062]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0063]
实施例一
[0064]
参考图5，本发明的线电压补偿电路，可应用于ac转dc电源系统的驱动电路，ac转dc电源系统包括输入电容、电感、变压器、二极管、输出端电阻、输出电容等结构以及所述驱动电路，输入电容、电感与变压器原边绕组三者并联构成输入电路，线电压vin是一个交流电源，其输入到输入电路，变压器副边构成、二极管、输出端电阻、输出电容等结构构成输出电路，输出电路输出直流电源，该输入电路经过所述驱动电路的驱动实现能量从原边到副边的转移。
[0065]
所述驱动电路包括电源驱动芯片1000以及与之配套的外围电路，比如电源驱动芯片1000内部一般集成了驱动管q1、控制单元、逻辑电路、振荡器osc等，电源驱动芯片1000外部连接采样单元，当然实际上采样单元也是可以集成在芯片1000内部的。驱动管q1的输入端与原边连接，所述驱动管q1周期性开关，用于基于接入的所述线电压产生输入电流。振荡器osc变为高电平时，驱动管q1导通，而驱动管q1的关闭是受控于采样单元的采样结果。由于驱动管q1每一次关断延迟预设延时，会导致流过驱动管q1的输入电流的峰值随着输入的线电压vin的变化而变化，因此本发明设计了补偿电路包括补偿电流产生模块1和补偿电压产生模块2来解决此问题。采样单元包括采样电阻rcs，所述采样电阻rcs的第一端连接所述驱动管q1的输出端，所述采样电阻rcs的第二端接地，用于实时采样所述输入电流并在所述采样电阻rcs的第一端产生对应的采样电压vcs。控制单元具体包括pwm比较器，与采样单元连接，用于基于所述采样电压vcs对所述驱动管q1进行关断控制，所述pwm比较器的第一个
输入端接入参考电压vref，所述pwm比较器的第二个输入端通过所述补偿电压产生模块2连接至所述采样电阻rcs的第一端，电感电流il流过采样电阻rcs产生采样电压vcs，当vcs大于参考电压vref时，pwm比较器输出信号翻转从而关断开关管q1，等到osc信号再次触发开关管q1再导通，依次循环实现对输出电压的调节。本发明增加的所述补偿电流产生模块1的输入端连接所述采样电阻rcs的第一端以采样所述采样电压vcs，产生iline，所述补偿电流产生模块1的输出端连接至所述补偿电压产生模块2和所述pwm比较器的第二个输入端之间，以将所述补偿电流iline输入到所述补偿电压产生模块2。
[0066]
参考图6，所述补偿电流产生模块1包括：
[0067]
电压采集单元11，用于连接所述采样单元，在所述导通周期内对所述采样电压vcs进行所述预设采样时长的采样而得到所述采集电压；
[0068]
电压电流转换单元13，基于第一转换电阻r3将所述采集电压转换为所述补偿电流iline。
[0069]
电压转移单元12，连接于所述电压采集单元11和所述电压电流转换单元13之间，用于在所述驱动管q1在接下来的关断周期内将所述采集电压转移到所述电压电流转换单元13(其他实施例中也可以在当前的导通周期内就转移)，以便于上一个所述导通周期内所述电压采集单元11获取的所述采集电压得以在下一个所述导通周期内被所述电压转移单元12转换为补偿电流iline。
[0070]
本发明中，所述补偿电压产生模块2是基于第二转换电阻rline将所述补偿电流iline转换为第二补偿电压。所述第一转换电阻r3和第二转换电阻rline满足其中：t
sample
表示所述预设采样时长，t
delay
表示所述预设延时，r
line
表示第二转换电阻rline的阻值，r表示第一转换电阻r3的阻值。
[0071]
参考图7，本实施例中所述电压采集单元11包括：
[0072]
充电模块111，包括在所述驱动管q1导通周期内利用所述采样电压vcs进行充电的两个充电电路，两个所述充电电路同步启动充电且两个所述充电电路结束充电的时间相差所述预设采样时长，并在充电过程中将两个所述充电电路的充电电压的绝对差压(充电电压较大的一方减去较小的一方的差值)输出。
[0073]
第一电流镜112，与所述充电模块111连接，用于基于所述充电模块111输出的电压产生对应的基准电流，并镜像出镜像电流；
[0074]
电压产生电路113，与所述第一电流镜112连接，用于将所述镜像电流转换为所述采集电压。
[0075]
具体的，所述充电模块111包括构成一个所述充电电路的第一充电电容c1和控制所述第一充电电容c1的充电时长的第一充电开关s1，以及构成另一个所述充电电路的第二充电电容c2和控制所述第二充电电容c2的充电时长的第二充电开关s2。所述第一充电开关s1连接于所述采样电阻rcs的第一端和所述第一充电电容c1的第一端之间，所述第一充电电容c1的第二端接地，所述第二充电开关s2连接于所述采样单元和所述第二充电电容c2的第一端之间，所述第二充电电容c2的第二端接地，所述第一充电电容c1的第一端和所述第二充电电容c2的第一端之间的差压作为所述绝对差压的输出。
[0076]
具体的，所述第一电流镜112包括用于设置基准电流的第一电阻r1、输入端均与固
定电压连接的第一镜像管m3和第二镜像管m4，所述第一电阻r1的第一端通过一个mos开关管连接第一镜像管m3的输出端，所述第一电阻r1的第二端通过一个mos开关管接地，所述电压产生电路113包括第二电阻r2，所述第二电阻r2的第一端连接第二镜像管m4的输出端，所述第二电阻r2的第二端接地，所述第二电阻r2的第一端输出所述采集电压，如图中vsample。
[0077]
所述第一电阻r1的第一端获取所述第一充电电容c1的第一端的电压，优选是通过一个运放ea1实现电压获取：第二充电电容c2的第一端连接运放ea1的一个输入端，运放ea1的另一输入端连接所述第一电阻r1的第一端，运放ea1的输出端连接第一电阻r1的第一端所连接的那个mos开关管的控制端。
[0078]
所述第一电阻r1的第二端获取所述第二充电电容c2的第一端的电压，优选是通过一个运放ea2实现电压获取：第一充电电容c1的第一端连接运放ea2的一个输入端，运放ea2的另一输入端连接所述第一电阻r1的第二端，运放ea1的输出端连接第二电阻r2的第二端所连接的那个mos开关管的控制端。
[0079]
这样，第一电阻r1的第一端和第二端之间的电压差即为所述绝对差压。
[0080]
具体的，所述电压转移单元12包括一级充电过渡电路121或者依次连接的多级(指的两级及以上)充电过渡电路121。每一级所述充电过渡电路121用于通过充电获取所述采集电压，后一级充电过渡电路121是在前一级充电过渡电路121充电完毕后才开始充电。每一级所述充电过渡电路121包括第三充电电容c3/c4，和控制对应的所述第三充电电容c3/c4的充电时间的第三充电开关s3/s4。
[0081]
本实施例中采用的两级充电过渡电路121：
[0082]
第一级所述充电过渡电路121中：第三充电开关s3的第一端连接所述电压采集单元11中所述第二电阻r2的第一端，所述第三充电开关s3的第二端连接对应的所述第三充电电容c3的第一端，所述第三充电电容c3的第二端接地。
[0083]
第二级所述充电过渡电路121中：所述第三充电开关s4的第一端连接前一级所述充电过渡电路121中的第三充电电容c3的第一端，所述第三充电开关s4的第二端连接对应的所述第三充电电容c4的第一端，所述第三充电电容c4的第二端接地，所述第三充电电容c4的第一端连接后续的电压电流转换单元13，以将采集电压输入到电压电流转换单元13。
[0084]
具体的，所述电压电流转换单元13包括第二电流镜，所述第二电流镜包括设置基准电流的所述第一转换电阻r3、输入端与均固定电压连接的第三镜像管m5和第四镜像管m6。所述第一转换电阻r3的第一端通过一个mos开关管连接第三镜像管m5的输出端，所述第一转换电阻r3的第二端接地，所述第四镜像管m6的输出端输出所述补偿电流iline，所述第二镜像管m4的输出端同时连接所述控制单元的pwm比较器的第二个输入端和所述第二转换电阻rline的第一端，所述第二转换电阻rline的第二端连接至所述电压转移单元12以获取所述采集电压。
[0085]
其中，所述第一转换电阻r3的第一端连接至所述电压转移单元12获取所述采集电压，优选是通过运放ea3实现：所述电压转移单元12中第三充电电容c4的第一端连接运放ea3的一个输入端，运放ea3的另一输入端连接第一转换电阻r3的第一端，运放ea3的输出端连接第一转换电阻r3的第一端所连接的那个mos开关管的控制端。
[0086]
下面结合图6-7，以及图8的波形，进一步解释本发明的工作原理：
[0087]
我们可以通过补偿电流产生模块1采样vcs产生电流iline，实现对vin的补偿，预设采样时长为tsample，其基本原理如下：
[0088][0089]
从式(11)可以看出v
cs
的斜率是与v
in
成正比的。因此通过固定时间t
sample
采样v
cs
的值v
sample
，得到与v
in
成正比的电压值，将该电压转换为电流iline补偿到rline上，其值为：
[0090][0091]
其斜率为：
[0092][0093]
则有：
[0094][0095]
补偿后电压pwm比较器最终的输入电压等于：
[0096][0097]
因为我们设定了：
[0098][0099]
则最终ipeak为：
[0100][0101]
成功的消除了由于tdelay的原因造成ipeak偏差的影响。
[0102]
值得注意的是，本实施例中，采用两个充电电路适用于ccm、dcm两种模式，ccm即电感电流在每个周期不会放电到零。dcm则是会放电到零，如图9所示。如图7所示电路，在采集vcs时，是采样两份电压(两份的采样时间之差正好是所述预设采样时长t
sample
)，采样的两份电压的绝对差压(较大的电压减去较小得的电压)除以预设采样时长t
sample
才为v
cs
的斜率。具体来说，在驱动管q1导通周期内，通过s1和s2分别采样v
cs1
的值记为v1和v2分别存储在电容c1和c2上，通过ea1、ea2、r1和r2得到二者的差值为v
sample
：
[0103][0104][0105]
在驱动管q1关断周期内，开关s3导通，将vsample的值存储到电容c3上，此时：
[0106]vc3
＝v
sample
ꢀꢀ
(20)；
[0107]
s3关断后s4导通，将电容c3上的电荷重分配到c4上，最终得到：
[0108]
[0109]
通过ea3、r3得到iline为：
[0110][0111]
补偿后电压pwm比较器最终的输入电压等于：
[0112][0113]
因为：
[0114][0115]
所以：
[0116]vcs
＝v
ref
(25)；
[0117]
最终得到消除了tdelay的影响。
[0118]
当输入线电压从低压变为高压时，如图8，c1、c2采集的电压是v3、v4，同样是采样tsample时长，通过ea1、ea2、r1和r2得到二者的差值为v
sample
：
[0119][0120][0121]
补偿后电压pwm比较器最终的输入电压等于：
[0122][0123]
因为：
[0124][0125]
所以：
[0126]vcs
＝v
ref
；
[0127]
可见，无论是低压还是高压输出，最终驱动管关断时对应的vcs都是等于vref。
[0128]
实施例二
[0129]
实施例一同时适用于工作在ccm、dcm的系统。参考图10，本实施例是一种仅适用于电源系统是dcm模式实施例，本实施例与实施例一的区别在于，对于充电模块111，我们是采用单个充电电路实现。该单个充电电路在所述驱动管q1开始导通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出。
[0130]
具体来说，所述充电模块111包括构成单个所述充电电路的第一充电电容c1和控制所述第一充电电容c1的充电时长的第一充电开关s1，所述第一充电开关s1连接于所述采样电阻rcs的第一端和所述第一充电电容c1的第一端之间，所述第一充电电容c1的第二端
接地，所述第一充电电容c1的第一端的电压作为单个所述充电电路的输出连接至运放ea1的一个输入端，运放ea1的另一个输入端连接第一电阻r1的第一端，运放ea1的输出端连接第一电阻r1的第一端所连接的那个mos开关管的控制端，相比实施例一，省略了第二充电开关s2、第二充电电容c2、运放ea2、与ea2连接的mos开关,相应的，本实施例中第一电阻r1的第二端是直接接地。
[0131]
实施例三
[0132]
如图11，本实施例与实施例一的不同之处在于，直接将充电模块111输出的两个充电电压的绝对压差作为采集电压输入到电压电流转换单元13，省略了中间的第一电流镜112、电压产生电路113、充电过渡电路121。
[0133]
参考图12，本实施例中，电压电流转换单元13也进行了相应的改进，体现在所述第一转换电阻r3的第一端和第二端分别连接所述充电模块111的两个所述充电电路，将两个所述充电电路的绝对差压作为所述采集电压，比如第一转换电阻r3的第一端不再是通过ea3从电压转移单元12中第三充电电容c4的第一端获取电压了，而是改为通过ea1获取第一充电电容c1的第一端的电压，另外，所述第一转换电阻r3的第二端还通过ea2获取第二充电电容c2的第一端的电压，所述第一转换电阻r3的第二端还经由mos开关管接地。
[0134]
实施例四
[0135]
本实施例仅适用于工作在dcm的系统。参考图13，本实施例也省略了中间的第一电流镜112、电压产生电路113、充电过渡电路121，相对于实施例三省略了一个充电电路，和实施例二一样只有单个充电电路。该单个充电电路在所述驱动管q1开始导通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出。
[0136]
本实施例中，电压电流转换单元13的结构与实施例一相同，只不过第一转换电阻r3的第一端不再是通过ea3从电压转移单元12中第三充电电容c4的第一端获取电压了，而是改为通过ea1获取第一充电电容c1的第一端的电压。
[0137]
以上四个实施例，实施例一、三都是可以同时应用于ccm和dcm模式，而实施例二、四仅适用于dcm模式。实施例一、二相比于实施例三、四，实施例三、四是在当前的导通周期即时将补偿电流投入补偿，实施例一、二是在上一个导通周期得到补偿电流，但是在未来(具体是下一个)导通周期才实现补偿，当然通过也可以将图8中s3、s4的导通信号提前到当前导通周期内，则实施例一、二的补偿电流也可以是在当前导通周期就用于补偿。另外，实施例一、二相比于实施例三、四的进一步效果在于，通过电容c3、c4的电荷重分配，可以提高补偿一致性。参考图14，vc1和vc4表示电容c1、c4上的电压，由于vin为馒头波形，当工作在最大功率时，vin会掉电压，如果只有c1，则iline的变化比较大，有了c3和c4后，当vin变化时，c3的电压会随着c1电压变化，进一步地，c4电压由于两个电容之间电荷重新分配，会缓慢变化至与c3相同，提高补偿一致性，从而保证补偿电流iline随着vin的电压波动而减小。
[0138]
综上所述，本发明的线电压补偿电路以及电源驱动芯片，具有以下有益效果：本发明利用补偿电流产生模块在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流，对于产生的补偿电流，补偿电压产生模块会转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所
述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时(即峰值电流)保持恒定而与所述线电压无关，如此，本发明无需辅助绕组即可实现对流过驱动管的峰值电流的补偿，使其与输入的线电压大小无关，而且整个补偿电路可以集成在芯片内部，结构简单。
[0139]
需要说明的是，所述“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。词语“相等”、“相同”“同时”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。
[0140]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0141]
本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
[0142]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

技术特征：
1.一种线电压补偿电路，可应用于驱动电路，所述驱动电路包括基于接入的所述线电压产生输入电流的驱动管、实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压的采样单元、基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的控制单元，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，其特征在于，所述线电压补偿电路包括：补偿电流产生模块，用于在所述驱动管的每一个导通周期内对所述采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入所述控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关。2.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述补偿电流产生模块包括：电压采集单元，用于连接所述采样单元，在所述导通周期内对所述采样电压进行所述预设采样时长的采样而得到所述采集电压；电压电流转换单元，所述电压电流转换单元基于第一转换电阻将所述采集电压转换为所述补偿电流；所述补偿电压产生模块是基于第二转换电阻将所述补偿电流转换为第二补偿电压，所述第一转换电阻和第二转换电阻满足其中：t
sample
表示所述预设采样时长，t
delay
表示所述预设延时，r
line
表示第二转换电阻的阻值，r表示第一转换电阻的阻值。3.根据权利要求2所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述补偿电流产生模块包括还包括：电压转移单元，连接于所述电压采集单元和所述电压电流转换单元之间，用于在所述驱动管的当前的导通周期内或者接下来的关断周期内将所述采集电压转移到所述电压电流转换单元，以便于上一个所述导通周期内所述电压采集单元获取的所述采集电压得以在下一个所述导通周期内被所述电压转移单元转换为补偿电流。4.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压转移单元包括一级充电过渡电路或者依次连接的多级充电过渡电路，所述充电过渡电路用于通过充电获取所述采集电压，多级所述充电过渡电路中的后一级充电过渡电路是在前一级充电过渡电路充电完毕后才开始充电。5.根据权利要求4所述的线电压补偿电路，其特征在于，每一级所述充电过渡电路包括第三充电电容和控制对应的所述第三充电电容的充电时间的第三充电开关，每一级所述充电过渡电路中：所述第三充电开关的第一端连接所述电压采集单元/前一级所述充电过渡电路，所述第三充电开关的第二端连接对应的所述第三充电电容的第一端，所述第三充电电容的第二端接地，所述第三充电电容的第一端还连接后一级所述充电过渡电路/电压电流转换单元。6.根据权利要求2或3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压采集单元包括：充电模块，所述充电模块包括在所述驱动管导通周期内利用所述采样电压进行充电的单个或者两个充电电路：如果是单个所述充电电路，则所述充电电路在所述驱动管开始导
通时同步启动充电且在持续充电达到所述预设采样时长后结束充电，并在充电过程中将所述充电电路的充电电压输出；如果是两个所述充电电路，则两个所述充电电路同步启动充电且两个所述充电电路结束充电的时间相差所述预设采样时长，并在充电过程中将两个所述充电电路的充电电压的绝对差压输出。7.根据权利要求6所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述充电模块包括构成一个所述充电电路的第一充电电容和控制所述第一充电电容的充电时长的第一充电开关，所述第一充电开关连接于所述采样单元和所述第一充电电容的第一端之间，所述第一充电电容的第二端接地，所述第一充电电容的第一端的电压作为单个所述充电电路的输出；或者，所述充电模块包括构成一个所述充电电路的第一充电电容和控制所述第一充电电容的充电时长的第一充电开关，以及构成另一个所述充电电路的第二充电电容和控制所述第二充电电容的充电时长的第二充电开关；所述第一充电开关连接于所述采样单元和所述第一充电电容的第一端之间，所述第一充电电容的第二端接地，所述第二充电开关连接于所述采样单元和所述第二充电电容的第一端之间，所述第二充电电容的第二端接地，所述第一充电电容的第一端和所述第二充电电容的第一端之间的差压作为所述绝对差压的输出。8.根据权利要求6所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压采集单元还包括：第一电流镜，与所述充电模块连接，用于基于所述充电模块输出的电压产生对应的基准电流，并镜像出镜像电流；电压产生电路，与所述第一电流镜连接，用于将所述镜像电流转换为所述采集电压。9.根据权利要求8所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述第一电流镜包括用于设置基准电流的第一电阻、输入端均与固定电压连接的第一镜像管和第二镜像管，所述第一电阻的第一端通过一个开关管连接第一镜像管的输出端，所述第一电阻的第二端通过一个开关管接地，所述电压产生电路包括第二电阻，所述第二电阻的第一端连接第二镜像管的输出端，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的第一端输出所述采集电压；其中，所述第一电阻的第一端获取所述充电模块的单个充电电路输出的充电电压，或者所述第一电阻的第一端和第二端获取所述充电模块的两个所述充电电路的绝对差压。10.根据权利要求6所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压电流转换单元包括第二电流镜，所述第二电流镜包括设置基准电流的所述第一转换电阻、输入端与均固定电压连接的第三镜像管和第四镜像管，所述第一转换电阻的第一端通过一个开关管连接第三镜像管的输出端，所述第四镜像管的输出端输出所述补偿电流，所述第二镜像管的输出端同时连接所述控制单元的pwm比较器的第二个输入端和所述第二转换电阻的第一端；其中，所述第一转换电阻的第一端连接所述充电模块的单个充电电路，将单个所述充电电路输出的充电电压作为所述采集电压，所述第一转换电阻的第二端接地；或者，所述第一转换电阻的第一端和第二端分别连接所述充电模块的两个所述充电电路，将两个所述充电电路的绝对差压作为所述采集电压，所述第一转换电阻的第二端经由开关管接地。11.根据权利要求3所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述电压电流转换单元包括第二电流镜，所述第二电流镜包括设置基准电流的所述第一转换电阻、输入端与均固定电压连接的第三镜像管和第四镜像管，所述第一转换电阻的第一端通过一个开关管连接第三镜像管的输出端，所述第一转换电阻的第二端接地，所述第四镜像管的输出端输出所述补
偿电流，所述第二镜像管的输出端同时连接所述控制单元的pwm比较器的第二个输入端和所述第二转换电阻的第一端；其中，所述第一转换电阻的第一端连接至所述电压转移单元以获取所述采集电压。12.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其特征在于，所述控制单元包括pwm比较器，所述采样单元包括采样电阻，所述驱动管的输入端接入所述线电压，所述采样电阻的第一端连接所述驱动管的输出端，所述采样电阻的第二端接地，所述pwm比较器的第一个输入端接入参考电压，所述pwm比较器的第二个输入端通过所述补偿电压产生模块连接至所述采样电阻的第一端，所述补偿电流产生模块的输入端连接所述采样电阻的第一端以采样所述采样电压，所述补偿电流产生模块的输出端连接至所述补偿电压产生模块和所述pwm比较器的第二个输入端之间，以将所述补偿电流输入到所述补偿电压产生模块。13.一种电源驱动芯片，可应用于ac转dc电源系统，所述电源驱动芯片内部集成有驱动管和控制单元，所述电源驱动芯片内部集成或者外部连接采样单元，所述驱动管用于基于接入的所述线电压产生输入电流，所述采样单元用于实时采样所述输入电流并产生对应的采样电压，所述控制单元用于基于所述采样电压对所述驱动管进行关断控制的，所述驱动管周期性开关且每一次关断延迟预设延时，其特征在于，所述芯片内部还集成有如权利要求1所述的线电压补偿电路。

技术总结
本发明公开了一种线电压补偿电路以及电源驱动芯片，所述线电压补偿电路包括：补偿电流产生模块，用于在驱动管的每一个导通周期内对采样电压进行预设采样时长的采样而得到采集电压，并将所述采集电压在当前或者未来的导通周期内转换为补偿电流；补偿电压产生模块，用于将所述补偿电流转换为第二补偿电压，将所述第二补偿电压叠加到所述采样电压上送入控制单元，以抵消所述线电压在所述预设延时内对所述采样电压的贡献，从而使得所述输入电流在所述驱动管延迟关断时保持恒定而与所述线电压无关，如此，本发明无需辅助绕组即可实现对流过驱动管的峰值电流的补偿，使其与输入的线电压大小无关，而且整个补偿电路可以集成在芯片内部，结构简单。结构简单。结构简单。


技术研发人员：杨学仁 黄冲 许如柏
受保护的技术使用者：辉芒微电子（深圳）股份有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2023/9/22