用于寬電壓電源的過功率補償電路、控制系統及電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源控制領域，特別是一種用于寬電壓電源的過功率補償電路、控制系統及電源。
【背景技術】
[0002]在節能降耗成功主流共識的今天，AC/DC開關電源成為很多便攜式電源的不二之選。大多數電子設備通常由市電直接輸入，輸入電壓通常采用85V~264V寬電源方式設計(此種電源又稱寬電壓電源)，客戶不僅對電子設備的功能和性能要求比較高，特別對設備的安全和可靠性特別關注。為了確保輸出過載或短路時，電源零件不受損壞或不產生安全隱患問題，通常會設計有過功率保護功能。
[0003]在以電流模式工作的開關電源中，正常工作狀態時一般都是通過電流環路不斷的檢測流經電感或者變壓器初級線圈的峰值電流，來控制功率MOSFET的導通或者關閉。如果在短路或者輸出負載過載時，電源內部的電壓和電流環路都失去調節作用，此時常常通過限制變壓器最大峰值電流來實現對電源最大輸出功率的限制。傳統的AC/DC開關電源一般都是設置有檢測電阻(CS電阻)，通過對CS電阻采樣得到采樣電壓，將采樣電壓與內部設置的具有固定值的過流閾值電壓VCS_0CP (又稱過功率閾值電壓)做比較，當采樣電壓達到過流閾值電壓VCS_0CP時，我們稱之為過流點，此時系統通過關閉功率MOSFET會對電源的輸出功率進行限制。
[0004]但對檢測系統(指對檢測電阻的檢測、采樣電壓與過流閾值電壓VCS_0CP的比較，對功率MOSFET的關閉控制)來說，從檢測到最大峰值電流點(即采樣電壓達到過流閾值電壓VCS_0CP值時)，檢測系統電路內部邏輯需要耗費一些時間來做出反應(實際上，根據控制器的類型及技術的不同，比較器信號要耗費大約10ns的時間來通過不同邏輯門傳播，同時在檢測到需要關閉功率MOSFET的邏輯信號時，MOSFET上固有的柵源電容使功率MOSFET也存在關斷延遲)，因此在檢測系統檢測到最大峰值電流后，功率MOSFET并非立即關閉而是存在著一個延時(這個延時的長短跟檢測系統的元器件及控制電源功率MOSFET本身參數相關)。但對于不同輸入電壓的電源來說，在相同的延時時間內，其產生的過流隨著輸入電壓的變大而增高，這就造成以寬電源電壓方式設計的AC/DC開關電源，在其過流閾值電壓VCS_0CP恒定的情況下，其實際的最高功率隨著輸入電壓的變大而增高，這顯然對負載是不利的。
【發明內容】
[0005]本發明的發明目的在于針對現有寬電壓電源不能提供穩定的過功率保護功能的問題，提供一種結構簡單，根據寬電壓電源輸入電壓的不同而輸出不同補償電壓的過功率補償電路，所述過功率補償電路輸出與所述寬電壓電源的輸入電壓具有正相關系的補償電壓。
[0006]進一步的，過功率補償電路所述包括電流產生電路，用于根據外部信號的控制產生大小不同的電流，所述外部信號與寬電壓電源的輸入電壓具體大小相關，從而所述電流產生電路產生的電流大小與所述寬電壓電源的輸入電壓反相相關，即當所述寬電壓電源的輸入電壓高時，所述電流產生電路產生較小的電流；所述寬電壓電源輸入電壓低時，所述電流產生電路產生較大的電流。
[0007]呈匹配鏡像的第四MOS管、第五MOS管，其中，所述第四MOS管與所述電流產生電路串接，所述第五MOS管用于產生跟所述第四MOS管中電流大小相同的電流。
[0008]固定下拉電流源，用于產生大小固定的下拉電流，并與所述第五MOS管串接，所述固定下拉電流源產生的固定大小的下拉電流大于所述電流產生電路可以產生的最大電流。
[0009]呈匹配鏡像的第六MOS管、第七MOS管，其中，所述第六MOS管與所述第五MOS管并接后與所述固定下拉電流源連接，其用于根據所述下拉電流的大小以及所述第五MOS管中電流的大小產生電流；所述第七MOS管用于產生跟所述第六MOS管中電流大小相同的電流；
調壓電阻，用于將所述第七MOS管中產生的電流轉換為補償電壓并輸出；
進一步的，所述電流產生電路包括，
充電電流源，用于給充電電容充電。
[0010]第一 MOS管，用于接收外部信號以控制所述充電電容的充電時間；
第二 MOS管，用于根據所述充電電容的電壓產生電流；
進一步的，所述第二MOS管串接有一個調流電阻，用于調整所述第二MOS管產生電流的大小。
[0011]進一步的，所述外部信號為PWM信號。
[0012]進一步的，所述第一 MOS管的柵極通過一個反相器接收所述PWM信號。
[0013]進一步的，所述固定下拉電流源包括第三MOS管以及與第三MOS管柵極相連的固定下拉電源。
[0014]進一步的，還包括第八MOS管，串接在所述第七MOS管與所述調壓電阻之間，用于控制所述過功率補償電路輸出的通斷。
[0015]進一步的，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管為N型MOS管；所述呈匹配鏡像的第四MOS管、第五MOS管為P型MOS管，且所述第四MOS管與所述第五MOS管的寬長比一致。
[0016]所述第八MOS管為N型MOS管；所述呈匹配鏡像的第六MOS管、第七MOS管為P型MOS管，且所述第六MOS管與所述第七MOS管的寬長比一致。
[0017]其具體連接關系如下所述，所述第一 MOS管的柵極通過所述反相器接收PWM控制信號；所述充電電流源同時與所述第一 MOS管的漏極、所述充電電容的一端以及所述第二MOS管的柵極連接；所述第二 MOS管的源極通過所述第一電阻與所述第一 MOS管的源極、所述充電電容的另一端以及所述第三MOS管的源極連接；所述呈匹配鏡像的第四MOS管、第五MOS管的源極同時與所述充電電流源連接；所述呈匹配鏡像的第四MOS管、第五MOS管的柵極同時與第四MOS管的漏極及第二 MOS管的漏極連接；所述第五MOS管的漏極與第三MOS管的漏極連接；所述第三MOS管的柵極與固定下拉電源連接。
[0018]所述呈匹配鏡像的第六MOS管、第七MOS管的源極同時與所述充電電流源連接；所述呈匹配鏡像的第六MOS管、第七MOS管的柵極同時與所述第六MOS管的漏極、所述第五MOS管的漏極及所述第三MOS管的漏極連接；所述第七MOS管的漏極與所述第八MOS管的漏極連接；所述第八MOS管的柵極用于接收PWM控制信號；所述第八MOS管的源極與所述調壓電阻的一端連接，所述調壓電阻的另一端為輸出端。
[0019]本發明同時提供一種根據寬電壓電源的不同輸入電壓而輸出不同過功率閾值電壓的過功率控制系統，包含如上所述的過功率補償電路；
還包括，
PWM控制器，用于根據所述寬電壓電源的實際輸入電壓控制所述過功率補償電路輸出的補償電壓Vbu大小。
[0020]減法電路，包含預設的固定電壓值VD，用于根據所述過功率補償電路輸出的補償電壓Vbu計算輸出過功率閾值電壓V_CS_VCP，其計算公式為:V_CS_VCP=VD-vBU。
[0021]CS電阻檢測電路，用于得到寬電壓電源的采樣電壓Vcs;
比較器，用于將所述采樣電壓Vcs與所述過功率閾值電壓V_CS_VCP比較，并根據比較結果對所述寬電壓電源進行過功率控制。
[0022]本發明同時提供一種寬電壓電源，包含如上所述的用于寬電壓電源過功率控制系統。
[0023]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
本發明提供的過功率補償電路通過簡單的電路結構，根據寬電壓電源的不同輸入電壓輸出不同大小的補償電壓，在電源輸入高電壓時輸出較高的補償電壓，在電源輸入低電壓時輸出較低的補償電壓。
[0024]而包含上述過功率補償點錄了的過功率控制系統使得電源在輸入電壓低時過功率閾值電壓高，輸入高電壓時過功率閾