具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的控制电路、控制芯片及电源装置作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1是一种设置了电压环和电流环并通过选择电路择一使用的功率输出电路示意图。参见图1，一种功率输出电路(以开关电源为例)中，交流(AC)或直流(DC)信号通过功率输入端口输入开关电源的主功率回路，并通过功率输出端口输出交流或直流信号。功率输出端口的输出电压和输出电流可以通过采样电路(图中未示出)进行采样，得到相应的反馈信号，例如，通过获取输出电压的分压得到反馈电压表征值Vout，通过对输出电流进行采样获得采样电流Io。运算放大器EA1的两个输入端分别接收采样电流Io的电压信号与参考电流Io_ref的电压信号，在输出端生成电流反馈信号V1。运算放大器EA2的两个输入端分别输入反馈电压表征值Vout和参考电压Vref，在输出端生成电压反馈信号V2。控制部分可以基于电流反馈信号V1形成用来控制输出电压和输出电流的控制信号，使得采样电流Io与参考电流Io_ref趋于相等(Io＝Iref)，即形成恒流闭环反馈。控制部分还可以基于电压反馈信号V2形成用来控制输出电压的控制信号，使得反馈电压表征值Vout与参考电压趋于相等(Vout＝Vref)，即形成恒压闭环反馈。在该功率输出电路中，选择电路用于选择电流反馈信号V1和电压反馈信号V2中的一个输入控制部分，即利用选择电路确定是选择采样电流Io和参考电流Io_ref的参数来进行闭环控制以实现恒流功能，还是选择输出电压Vout和参考电压Vref的参数来进行闭环控制以实现恒压功能。所述选择电路在器件实现层面一般选用两个开关进行二选一。

图1所示的功率输出电路存在如下问题：首先，某些供电应用(例如充电器)需要能够进行恒压输出的同时，限制输出电流和输出功率不超过所设置的最大值，而图1的功率输出电路仅可以实现恒压输出或恒流输出，功能单一，不能满足可靠性和功能多样性的需求；其次，当控制部分采用基于纹波的控制模式(比如固定导通时间(COT)控制模式)形成控制信号来控制输出电压时，由于输出电流中含有较少的开关频率纹波，当采用输出电流的参数直接形成恒流闭环时，控制信号会不稳定，为了解决稳定问题需要添加纹波注入功能的模块，但是如果纹波注入不恰当，又会影响恒流输出的精度。本发明的控制电路即是为了解决这些问题而提出的。

本发明以下实施例描述的的控制电路可用于对一功率输出电路的输出进行控制。所述功率输出电路可以是各种能够向负载提供电压和电流的电路，例如可以是降压变换器、升压变换器、以及升降压变换器等，所述功率输出电路例如是开关电源的电路。被本实施例的控制电路控制输出的功率输出电路例如包括如图2和图5所示的主功率回路，此处的主功率回路指的是所述功率输出电路中用于接收功率输入并形成功率输出的电路部分，在进行恒压环控制中，所述主功率回路为恒压环的环路的一部分。所述主功率回路例如具有接收电压信号(AC/DC)的功率输入端口和输出电压信号(AC/DC)的功率输出端口。

以下实施例中，输出电压的反馈记为输出电压表征值Vout，所述输出电压表征值Vout例如是对功率输出电路的功率输出端口的输出电压进行分压而得到的。输出电流的反馈记为采样电流Io，所述采样电流Io例如是对功率输出电路的功率输出端口的输出电流进行采样而得到的。输出功率采用输出功率表征值表征，输出功率表征值例如为输出电压表征值Vout和采样电流Io的乘积。

本发明实施例的控制电路可以进行恒压调制(对应恒压模式，目的是实现恒压输出)，还可以根据需要进行限流调制(对应限流模式，目的是实现限流输出)以及限功率调制(对应限功率模式，目的是实现限功率输出)。在恒压调制时，使电压反馈信号Vfb与作为电压基准的参考电压信号Vfb_ref的电压趋于相等，其中，电压反馈信号Vfb基于输出电压表征值Vout获得，参考电压信号Vfb_ref基于一基准电压Vref获得。在限流调制时，使采样电流Io不超过一限制电流Iref。在限功率调制时，使输出功率(或输出功率表征值)不超过一限制功率Pref。

图2和图5是本发明实施例的控制电路的结构示意图。参照图2和图5，本实施例中，控制电路100用于控制一恒压闭环，所述恒压闭环使基于输出电压得到的电压反馈信号Vfb和基于一基准电压Vref得到的参考电压信号Vfb_ref的电压趋于相等，实现恒压输出；并且，当基于输出电流得到的采样电流Io大于一限制电流Iref或者当输出功率大于一限制功率Pref时，所述控制电路100增大该恒压闭环中的电压反馈信号Vfb或者减小参考电压信号Vfb_ref，通过所述恒压闭环调整所述输出电压和所述输出电流减小，从而实现限流输出和限功率输出。此处“输出功率”例如为输出功率表征值(表征输出电压反馈的输出电压表征值Vout和采样电流Io的乘积)，即当输出功率表征值大于一限制功率Pref时进行限功率调制。可以理解，通过对输出功率表征值进行限制，也即实现了对功率输出电路输出端口的输出功率(输出电压和输出电流的乘积)的限制。

所述控制电路100中，当采样电流Io不大于限制电流Iref且所述输出功率不大于所述限制功率Pref时，可设置为所述电压反馈信号Vfb与输出电压表征值Vout成正比，所述参考电压信号Vfb_ref与基准电压Vref成正比。

可选的，所述控制电路100利用表征采样电流Io大于一参考电流Io_ref的误差放大信号ErCC(参照图2)对电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，使所述电压反馈信号Vfb增大或者使所述参考电压信号Vfb_ref减小；而所述参考电流Io_ref基于上述限制功率Pref、限制电流Iref和输出电压表征值Vout生成。例如，所述参考电流Io_ref为所述限制功率Iref与所述输出电压表征值Vout之商同所述限制电流Iref两者中的较小者。

可选的，所述控制电路100利用表征采样电流Io大于一参考电流Io_ref的第一误差放大信号ErCC1(参照图5)对电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，使电压反馈信号Vfb增大或者使参考电压信号Vfb_ref减小；同时，利用表征所述输出功率大于所述限制功率Pref的第二误差放大信号ErCC2(参照图5)对电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，使电压反馈信号Vfb增大或者使参考电压信号Vfb_ref减小。

参照图2和图5，为了形成恒压闭环并实现限流输出和限功率输出，所述控制电路100包括误差放大模块10、加减运算模块20、比较模块30以及控制模块40。

误差放大模块10用于对基于输出电流得到的采样电流Io和限制电流Iref进行比较，以及对表征输出功率的输出功率表征值和一限制功率Pref进行比较，输出一套误差放大信号来提示限流或限功率补偿信息。

加减运算模块20连接误差放大模块10，用于接收一基准电压Vref、表征输出电压反馈的输出电压表征值Vout以及误差放大模块10输出的误差放大信号，基于所述基准电压Vref生成一参考电压信号Vfb_ref，基于所述输出电压表征值Vout生成一电压反馈信号Vfb，且当所述采样电流Io大于所述限制电流Iref或者所述输出功率表征值大于所述限制功率Pref时，所述电压反馈信号Vfb被增大或者所述参考电压信号Vfb_ref被减小。

比较模块30用于比较所述电压反馈信号Vfb和所述参考电压信号Vfb_ref，生成一输出反馈信号PoReq_S。

控制模块40用于接收所述输出反馈信号PoReq_S并生成控制输出电压的控制信号，使所述电压反馈信号Vfb和所述参考电压信号Vfb_ref的电压趋于相等。

上述控制电路100中，电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref用于进行恒压调制，而所述误差放大信号用于对输出电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿。以下分别针对图2和图5所示的实施例作进一步说明。

参照图2，本实施例中，为了满足限功率输出需求，控制电路100还包括参考电流生成模块50，所述参考电流生成模块50用于接收限制功率Pref、输出电压表征值Vout以及一限制电流Iref，并生成参考电流Io_ref；其中，所述参考电流Io_ref为所述限制功率Pref与所述输出电压表征值Vout之商同所述限制电流Iref两者中的较小者。所述参考电流生成模块50可通过模拟电路或者数字电路实现。

利用所述参考电流生成模块50，当输出功率表征值(为输出电压表征值Vout和采样电流Io的乘积)未超过限制功率Pref时，不进行限功率调制，此时所述限制功率Pref与所述输出电压表征值Vout之商大于等于限制电流Iref，参考电流生成模块50输出的是限制电流Iref，也即参考电流Io_ref等于限制电流Iref。此时，误差放大模块10对采样电流Io和参考电流Io_ref(也即限制电流Iref)进行比较并输出误差放大信号。具体的，当采样电流Io小于等于限制电流Iref时，不进行限流调制，相应的误差放大信号ErCC不影响加减运算模块20输出的电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref，控制电路100为恒压模式；当采样电流Io大于限制电流Iref时，相应的误差放大信号ErCC对加减运算模块20输出的电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，使电压反馈信号Vfb增大或者参考电压信号Vfb_ref减小。经过比较模块30、控制模块40以及主功率回路，所述电压反馈信号Vfb和所述参考电压信号Vfb_ref的电压趋于相等，即通过恒压控制调整输出电压下降，进而采样电流Io下降，采样电流Io再与限制电流Iref比较，并输出误差放大信号ErCC，即形成一“限流闭环”，使得采样电流Io不大于参考电流Io_ref，实现限流调制。

利用所述参考电流生成模块50，当输出电压和输出电流升高，导致输出功率表征值超过所述限制功率Pref时，此时可进行限功率调制，使得所述限制功率Pref与所述输出电压表征值Vout之商小于限制电流Iref，从而参考电流生成模块50生成的参考电流Io_ref较限制电流Iref减小，采样电流Io大于参考电流Io_ref，相应的误差放大信号ErCC对加减运算模块20输出的电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，使电压反馈信号Vfb增大或者参考电压信号Vfb_ref减小。经过比较模块30、控制模块40以及主功率回路，所述电压反馈信号Vfb和所述参考电压信号Vfb_ref的电压趋于相等，即通过限流调制和恒压控制调整输出电压和采样电流Io下降，下降以不超过参考电流Io_ref，即，使得输出电压和相应的输出电流下降，使得所述限制功率Pref与所述输出电压表征值Vout之商增大，再与限制电流Iref比较并更新参考电流Io_ref，即形成一“限功率闭环”，使得输出功率不大于限制功率Pref，实现限功率调制。

图3是本发明一实施例的参考电流生成模块的电路示意图。参照图3，参考电流生产模块50可包括一个除法器501和一个选通器502。除法器501接收上述限制功率Pref与输出电压表征值Vout的信号，并输出限制功率Pref和输出电压表征值Vout之商。选通器502的第一输入端接收上述限制电流Iref，第二输入端连接除法器501的输出端以接收限制功率Pref和输出电压表征值Vout之商，选通器502选择第一输入端和第二输入端输入信号中的电流较小者作为参考电流Io_ref输出。

基于上述说明可知，本发明实施例的控制电路100中，在同一时刻可以选择恒压调制的同时，调整输出电流和输出功率不超过所设置的最大值，功能全面且灵活。基准电压Vref、参考电流Io_ref以及限制功率Pref可以根据需要设置。输出电流和输出功率的调整可以根据需要选择，例如，如果控制电路100在某一工作阶段仅需限制输出电流而不需要限制输出功率，则可将限制功率Pref设置得较大，使得该工作阶段下的限制功率Pref和输出电压表征值Vout之商大于限制电流Iref，参考电流Io_ref等于限制电流Iref，利用限流调制使采样电流Io不大于限制电流Iref。如果控制电路100在某一工作阶段仅需限制输出功率而不需要限制输出电流，则可将限制电流Iref设置得较大，使得该工作阶段下的参考电流Io_ref为限制功率Pref和输出电压表征值Vout之商，利用限功率调制使输出功率不大于限制功率Pref。如果控制电路100在某一工作阶段既需要限制输出电流也需要限制输出功率，则通过设置适合的限制功率Pref和限制电流Iref(例如限制电流Iref设为输出功率表征值等于限制功率Pref时的采样电流)，以根据输出电流和输出功率的实时反馈选择限流调制或限功率调制。

图2中的误差放大模块10可以包括跨导运算放大器(OTA)或者误差运算放大器(EA)，以接收上述采样电流Io和参考电流Io_ref，并输出相应的误差放大信号ErCC。其中，根据具体采用的误差放大模块的设置，输入误差放大模块10进行比较的信号可以是根据所述采样电流Io和所述参考电流Io_ref得到的电压信号。

图4A和图4B示出了如图2所示的控制电路100中误差放大模块10和加减运算模块20的两种实施方式。其中，误差放大模块10包括一输出误差放大信号ErCC的跨导运算放大器，而加减运算模块20包括在上述基准电压Vref与地之间或者在上述输出电压表征值Vout与地之间串联连接的两个电阻(R1、R2)，表征所述采样电流Io大于所述参考电流Io_ref的所述误差放大信号ErCC通过一二极管传递至所述两个电阻的串联节点，以对所述串联节点处输出的相应的参考电压信号Vfb_ref和电压反馈信号Vfb中的一个的电压进行补偿，另一个的电压不变。

具体的，参照图4A，可选实施方式中，误差放大模块10包括一跨导运算放大器，记为OTA1，OTA1的同向输入端(“+”端)接收上述参考电流Io_ref对应的电压信号(即根据参考电流Io_ref形成的电压信号)，OTA1的反向输入端(“-”端)接收上述采样电流Io对应的电压信号(即根据采样电流Io形成的电压信号)，OTA1的输出端输出的信号为误差放大模块10比较采样电流Io和参考电流Io_ref而生成的误差放大信号ErCC。所述加减运算模块20包括在上述基准电压Vref和地之间串联连接的电阻R1和R2(此处例如R2接地)，基于所述基准电压Vref形成的参考电压信号Vfb_ref为R1和R2的串联节点O的电压。该实施例中，所述误差放大信号ErCC用于对参考电压信号Vfb_ref进行调节，即调节恒压闭环中作为恒压基准的电压，而作为所述恒压闭环中的电压反馈值的电压反馈信号Vfb不受误差放大信号ErCC影响，电压反馈信号Vfb的电压等于输出电压表征值Vout(Vfb＝Vout)。并且，为了使得当采样电流Io大于参考电流Io_ref时，误差放大信号ErCC的作用使得第一电阻R1和第二电阻R2串联节点O的电压(即参考电压Vfb_ref)相对于恒压模式(恒压模式下此处Vfb_ref恒定，Vfb_ref＝k1*Vref，k1为一系数)减小，而使采样电流Io小于等于参考电流Io_ref时误差放大信号ErCC不影响所述串联节点O的电压(即限流调制)。误差放大信号ErCC通过二极管D1接入加减运算模块20，D1的负极端连接OTA1的输出端，D1的正极端连接R1和R2的串联节点O。

图4A所示的实施方式中，控制电路100通过如下过程实现恒压调制和限流调制：当采样电流Io小于参考电流Io_ref(Io<Iref)时，OTA1的输出电流方向为从右向左，由于被D1阻断，OTA1的输出不作用于R1和R2的串联节点，此时属于恒压模式，在恒压模式下，参考电压信号Vfb_ref为基准电压Vref的分压，即固定值，通过恒压闭环后，电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref趋于相等，则Vout＝Vfb＝Vfb_ref＝k1*Vref，k1为一系数；当采样电流Io大于参考电流Io_ref(Io>Iref)时，OTA1的输出电流方向为从左到右，OTA1的输出作用于R1和R2的串联节点O，使得参考电压信号Vfb_ref的电压相对于k1*Vref减小，通过恒压闭环后，控制信号使电压反馈信号Vfb与参考电压信号Vfb_ref的差距缩小，即输出电压表征值Vout下降，因而输出电压下降，输出电流也下降，采样电流Io下降直至与参考电流Io_ref趋于相等(Io＝Iref)。

参照图4B，可选实施方式中，误差放大模块10包括一跨导运算放大器，记为OTA2，OTA2的同向输入端接收上述采样电流Io对应的电压信号，OTA2的反向输入端接收上述参考电流Io_ref对应的电压信号，OTA2的输出端输出的信号为误差放大模块10比较采样电流Io和参考电流Io_ref而生成的误差放大信号ErCC(图中误差放大信号实际为OTA2的输出电流)。加减运算模块20包括在上述输出电压表征值Vout和地之间串联连接的电阻R1和R2(此处例如R2接地)，基于输出电压表征值Vout形成的电压反馈信号Vfb的电压为R1和R2的串联节点O的电压。该实施例中，误差放大信号ErCC用于对电压反馈信号Vfb进行调节，即调节恒压闭环中提供电压反馈的电压，而作为所述恒压闭环中的恒压基准的参考电压信号Vfb_ref不受所述误差放大信号ErCC影响，参考电压信号Vfb_ref的电压等于基准电压Vref(Vfb_ref＝Vref)。并且，为了使得当采样电流Io大于参考电流Io_ref时，误差放大信号ErCC的作用使得R1和R2串联节点O的电压(即反馈电压Vfb)相对于恒压模式(恒压模式下此处Vout＝k2*Vfb，Vfb＝Vfb_ref＝Vref，k2为一系数)减小，而使采样电流Io小于等于参考电流Io_ref时误差放大信号ErCC不影响所述串联节点O的电压(即限流调制)，误差放大信号ErCC通过二极管D2接入加减运算模块20，D2的正极端连接OTA2的输出端，D2的负极端连接第一电阻R1和第二电阻R2的串联节点。

图4B所示的实施方式中，控制电路100通过如下过程实现恒压调制和限流调制：当采样电流Io小于参考电流Io_ref(Io<Iref)时，OTA2的输出电流方向为从左向右，由于被D2阻断，OTA2的输出不作用于R1和R2的串联节点O，此时属于恒压模式，在恒压模式下，Vout＝k2*Vfb＝k2*Vfb_ref＝k2*Vref，k2为一系数；当采样电流Io大于参考电流Io_ref(Io>Iref)时，OTA2的输出电流方向为从右向左并作用于R1和R2的串联节点O，使得电压反馈信号Vfb相对于恒压调制的电压增大，通过恒压闭环后，控制信号使电压反馈信号Vfb与参考电压信号Vfb_ref的差距缩小，即输出电压表征值Vout下降，因而输出电压下降，输出电流也下降，采样电流Io下降直至与参考电流Io_ref趋于相等(Io＝Iref)。

图4C和图4C示出了如图2所示的控制电路100中误差放大模块10和加减运算模块20的另两种实施方式。其中，误差放大模块10包括一输出误差放大信号ErCC的误差运算放大器，加减运算模块20包括第一电阻(R1)，所述第一电阻的一端与上述基准电压Vref或者输出电压表征值Vout连接，另一端串联一第二电阻(R2)，表征采样电流Io大于参考电流Io_ref的所述误差放大信号ErCC通过所述第二电阻传递至所述第一电阻和所述第二电阻的串联节点，以对所述串联节点处输出的相应的参考电压信号Vfb_ref和电压反馈信号Vfb中的一个的电压进行补偿，另一个的电压不变。

具体的，参照图4C，可选实施方式中，误差放大模块10包括一采用负电压供电的误差运算放大器，记为EA1，EA1的同向输入端(“+”端)接收上述参考电流Io_ref对应的电压信号，EA1的反向输入端(“-”端)接收所述采样电流Io对应的电压信号，EA1的输出端输出的信号为误差放大模块10比较采样电流Io和参考电流Io_ref而生成的误差放大信号ErCC。加减运算模块20包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接上述基准电压Vref，另一端串联连接第二电阻R2，基于所述基准电压Vref形成的参考电压信号Vfb_ref连接第一电阻R1和第二电阻R2的串联节点O。该实施例中，EA1的输出端输出的误差放大信号ErCC通过第二电阻R2传递到第一电阻R1上的串联节点，以便于对参考电压信号Vfb_ref进行调节，即调节恒压闭环中作为恒压基准的电压，而所述恒压闭环中的电压反馈信号Vfb不受所述误差放大信号ErCC影响，电压反馈信号Vfb连接输出电压表征值Vout。

图4C所示的实施方式中，控制电路100通过如下过程实现恒压调制和限流调制：当采样电流Io小于参考电流Io_ref(Io<Iref)时，EA1的输出即误差放大信号ErCC为0而不作用于R1和R2的串联节点O，此时属于恒压模式，在恒压模式下，参考电压信号Vfb_ref为基准电压Vref的分压，即为固定值，通过恒压闭环后，电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref趋于相等，即Vout＝Vfb＝Vfb_ref＝k1*Vref，k1为一系数；当采样电流Io大于参考电流Io_ref(Io>Iref)时，EA1的输出即误差放大信号ErCC为负值，EA1的输出作用于R1和R2的串联节点O，使得参考电压信号Vfb_ref的电压相对于k1*Vref减小，通过恒压闭环后，控制信号使电压反馈信号Vfb与参考电压信号Vfb_ref的差距缩小，即，使输出电压表征值Vout下降，因而输出电压下降，输出电流也下降，采样电流Io下降直至与参考电流Io_ref趋于相等(Io＝Iref)。

参照图4D，可选实施方式中，误差放大模块10包括一采用正电压供电的误差运算放大器，记为EA2，EA2的同向输入端接收上述采样电流Io对应的电压信号，EA2的反向输入端接收上述参考电流Io_ref对应的电压信号，EA2的输出端输出的信号为误差放大模块10比较采样电流Io和参考电流Io_ref而生成的误差放大信号ErCC。加减运算模块20包括一端连接上述输出电压表征值Vout而另一端串联连接第二电阻R2的第一电阻R1，基于输出电压的反馈形成的电压反馈信号Vfb连接第一电阻R1和第二电阻R2的串联节点O，即为该串联节点O的电压。该实施例中，EA2的输出端输出的误差放大信号ErCC通过第二电阻R2传递到第一电阻R1上的串联节点，以便于对电压反馈信号Vfb进行调节，即调节恒压闭环中提供电压反馈的电压，而作为所述恒压闭环中的恒压基准的参考电压信号Vfb_ref不受误差放大信号ErCC影响，参考电压信号Vfb_ref的电压等于基准电压Vref(Vfb_ref＝Vref)，基准电压Vref为设定的恒定值。

图4D所示的实施例中，控制电路100通过如下过程实现恒压调制和限流调制：当采样电流Io小于参考电流Io_ref(Io<Iref)时，EA2的输出即误差放大信号ErCC为0而不作用于R1和R2的串联节点，此时属于实现恒压模式，在恒压模式下，Vout＝k2*Vfb＝k2*Vfb_ref＝k2*Vref，k2为一系数；当采样电流Io大于参考电流Io_ref(Io>Iref)时，EA2的输出即误差放大信号ErCC为正值并作用于R1和R2的串联节点O，使得电压反馈信号Vfb相对于恒压调制的电压增大，通过恒压闭环后，控制信号使电压反馈信号Vfb与参考电压信号Vfb_ref的差距缩小，即，使输出电压表征值Vout下降，因而输出电压下降，输出电流也下降，采样电流Io下降直至与参考电流Io_ref趋于相等(Io＝Iref)。利用图4A至图4D所示的误差放大模块10和加减运算模块20，可以实现恒压调制和限流调制，结合前述的参考电流生成模块50，还可以实现限功率调制。

相比于图2所示的实施例，图5所示的实施例中，误差放大模块10进一步包括第一误差放大单元101和第二误差放大单元102，其中，第一误差放大单元101用于比较上述采样电流Io和限制电流Iref，输出第一误差放大信号ErCC1，第二误差放大单元102用于比较上述输出功率表征值和限制功率Pref，输出第二误差放大信号ErCC2，从而误差放大模块10输出的且被加减运算模块20接收的误差放大信号包括第一误差放大信号ErCC1和第二误差放大信号ErCC2。图5所示的实施例移除了图2中的参考电流生成模块50，即本实施例中采样电流Io直接与限制电流Iref比较，而不受输出功率影响。

参照图5，第一误差放大信号ErCC1和第二误差放大信号ErCC2被输出至加减运算模块20。当采样电流Io超过限制电流Iref，或者输出电压表征值Vout同采样电流Io的乘积即输出功率表征值超过限制功率Pref时，利用第一误差放大信号ErCC1和第二误差放大信号ErCC2对加减运算模块20输出的输出电压反馈信号Vfb或参考电压信号Vfb_ref进行补偿，电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref进一步用于进行恒压调制。经补偿后，相对于限流或限功率前，恒压闭环中的电压反馈信号Vfb增大或者参考电压信号Vfb_ref减小，从而调整输出电压上升，以根据需要相应地减小采样电流Io至不大于限制电流Iref，或者减小输出功率表征值至不大于限制功率Pref。

图6A和图6B示出了如图5所示的控制电路100中误差放大模块10和加减运算模块20的两种实施方式。参照图6A和图6B，其中，第一误差放大单元101包括输出信号为第一误差放大信号ErCC1的第一跨导运算放大器(OTA1)，第二误差放大单元102包括输出信号为第二误差放大信号ErCC2的第二跨导运算放大器(OTA2)，加减运算模块20包括在上述基准电压Vref与地之间或者在上述输出电压表征值Vout与地之间串联连接的两个电阻(R1、R2)，表征所述采样电流Io大于所述限制电流Iref的所述第一误差放大信号ErCC1通过一第一二极管(D1)传递至所述两个电阻的串联节点，且表征所述输出功率表征值大于所述限制功率Pref的所述第二误差放大信号ErCC2通过一第二二极管(D2)传递至所述两个电阻的串联节点，以对所述串联节点处输出的相应的参考电压信号Vfb_ref和电压反馈信号Vfb中的一个的电压进行补偿，另一个的电压不变。所述第二误差放大单元102还可包括一乘法器，所述乘法器接收所述输出电压表征值Vout和所述采样电流Io，输出二者的乘积作为所述输出功率表征值，第二跨导运算放大器(OTA2)的一个输出端连接所述乘法器的输出端，以接收所述输出功率表征值。

具体的，参照图6A和图6B，OTA1基于采样电流Io同限制电流Iref生成第一误差放大信号ErCC1，同时，采样电流Io和输出电压表征值Vout输入到所述乘法器中，得到采样电流Io同输出电压表征值Vout的乘积Po，Po表示输出功率表征值，OTA2基于Po以及限制功率Pref，生成第二误差放大信号ErCC2。第一误差放大信号ErCC1和第二误差放大信号ErCC2分别通过二极管D1和D2接入到加减运算模块20，其中第一误差放大信号ErCC1通过D1连接到加减运算模块20的两电阻的串联节点O，第二误差放大信号ErCC2通过二极管D2也连接到该串联节点O。图6A和图6B的不同在于一个是对恒压闭环中作为电压基准的参考电压信号Vfb_ref进行补偿，另一个是对恒压闭环中作为反馈电压的电压反馈信号Vfb进行补偿。另外，图6A和图6B中关于跨导放大器的信号输入方式以及二极管D1和D2的导通方向有所区别。图6A和图6B中，第一误差放大信号ErCC1的生成以及接入加减运算模块20的方式与图4A和图4B中的误差放大信号ErCC一致，对于限功率调制，图4A和图4B需要连接参考电流生成模块50来调节参考电流，而图6A和图6B省去了参考电流生成模块50，而是利用第二误差放大单元102的输出直接对参考电压信号Vfb_ref或电压反馈信号Vfb进行补偿，关于利用图6A和图6B所示电路实现恒压调制、限流调制和限功率调制的工作方式可参照图4A和图4B理解。

图6C和图6D示出了如图5所示的控制电路100中误差放大模块10和加减运算模块20的另两种实施方式。参照图6C和图6D，其中，第一误差放大单元101包括输出信号为所述第一误差放大信号ErCC1的第一误差运算放大器(EA1)，第二误差放大单元102包括输出信号为所述第二误差放大信号ErCC2的第二误差运算放大器(EA2)；加减运算模块20包括第一电阻(R2)，所述第一电阻的一端与上述基准电压Vref或者输出电压表征值Vout连接，另一端串联一第二电阻(R3)，表征所述采样电流Io大于所述限制电流Iref的所述第一误差放大信号ErCC1通过所述第二电阻传递至所述第一电阻和所述第二电阻的串联节点，表征所述输出功率表征值大于所述限制功率Pref的所述第二误差放大信号ErCC2通过所述第二电阻传递至所述第一电阻和所述第二电阻的串联节点，以对所述串联节点处输出的相应的参考电压信号Vfb_ref和电压反馈信号Vfb中的一个的电压进行补偿，另一个的电压不变。第二误差放大单元102还可包括一乘法器，以接收所述输出电压表征值Vout和所述采样电流Io，输出二者的乘积作为所述输出功率表征值。

图6C和图6D所示的实施方式均采用了两个误差运算放大器。具体的，EA1基于采样电流Io同限制电流Iref生成第一误差放大信号ErCC1，同时，采样电流Io和输出电压表征值Vout输入到乘法器中，得到采样电流Io同输出电压表征值Vout的乘积Po，Po为输出功率表征值，EA2基于Po以及限制功率Pref，生成第二误差放大信号ErCC2。ErCC1和ErCC2分别通过电阻R2和R3接入到加减运算模块20的同一节点(R1和R2的串联节点O)。关于图6C和图6D的差异可参照对图6A和图6B的说明理解。

图2和图5所示的实施例中，比较模块30用于比较上述反馈电压Vfb和参考电压Vfb_ref，并生成输出反馈信号PoReq_S。图7是本发明一实施例的控制电路中比较模块的电路示意图。参照图7，所述比较模块30可包括一误差运算放大器(EA)，上述电压反馈信号Vfb和参考电压信号Vfb_ref分别输入该误差运算放大器的两个输入端口，而经过该误差运算放大器处理后，从输出端输出的信号即为输出反馈信号PoReq_S。例如，一实施例中，当参考电压信号Vfb_ref大于电压反馈信号Vfb(即电压Vfb_ref>Vfb)，经过误差运算放大器处理，得到的反馈信号PoReq_S为高电平，反之则为低电平。在另外的实施例中，比较模块30也可采用比较器实现。

控制模块40用于基于所述输出反馈信号PoReq_S生成控制输出电压的控制信号，以构造上述恒压闭环。本实施例的控制电路控制的功率输出电路例如是开关电源，所述开关电源可包括用于控制输出电压的功率管(或功率开关)，所述控制模块40输出的控制信号可用于直接或者间接控制所述功率管的关断，进而实现对输出电压以及相应的输出电流的调节。

图8A是本发明一实施例的控制电路中控制模块的电路示意图。参照图8A，一实施例中，控制模块40采用恒定导通时间控制方式(COT)生成控制输出电压和输出电流的控制信号。所述控制模块40包括触发器，触发器的复位端R连接一计时器，所述计时器用于对控制信号控制输出电压的导通时间进行计时。比较模块30生成的输出反馈信号PoReq_S输入控制模块40的置位端S，综合复位端R的信号变化，触发器的输出端生成本发明实施例中恒压闭环所需要的控制信号。

图8B是本发明一实施例的控制电路中控制模块的电路示意图。参照图8B，一实施例中，所述控制模块40采用脉宽调制模式(PWM)生成控制信号。所述控制模块40包括振荡器以及触发器，比较模块30生成的反馈信号PoReq_S输入所述振荡器，而振荡器的输出连接触发器的置位端S。作为示例，通过设置，使得当输出反馈信号PoReq_S为高电平时，振荡器生成周期脉冲信号clk并输入置位端S，而当输出反馈信号PoReq_S为低电平时，振荡器不产生周期脉冲信号。控制模块40还包括一比较单元(如图8B中的EA3)，该比较单元的同相输入端接收流过功率开关的采样电流Ics，而反向输入端接收流过功率管的峰值电流Ilimit，比较单元的输出端连接触发器的复位端R，综合置位端S和复位端R的信号，RS触发器的输出信号为本发明实施例中恒压闭环所需要的控制信号。

本实施例中，比较所述限制电流Iref和采样电流Io而形成的反馈信号(如上述误差放大信号ErCC)不是直接用来传输给控制模块40来生成调节输出电压的控制信号，而是通过调节恒压闭环的基准(本实施例为参考电压信号Vfb_ref)或者调节恒压闭环的反馈(本实施例为电压反馈信号Vfb)来实现输出电压、输出电流以及输出功率的调节。由于在输出电压的节点通常设置有输出电容，输出电容存在等效串联电阻(Equivalent SeriesResistance，ESR)，使得输出电压的反馈信号中含有足够的交流分量，因而，可以避免直接采用输出电流的参数进行限流调制时，输出电流中的开关频率纹波在基于纹波的控制模式下存在的控制信号不稳定的问题。采用本实施例的限流调制方式，不需要另外设置纹波注入功能的模块，避免了纹波注入功能对精度的影响。

在不同的电路实现中，本发明的控制电路中，误差放大模块10、加减运算模块20、比较模块30、控制模块40、参考电流生成模块50、第一误差放大单元101和第二误差放大单元102的结构可能有所不同，但应当理解，在不脱离本发明技术原理的前提下，改变它们的实现方式而形成的电路，也应属于本发明的保护范围。

本发明实施例还涉及一种控制芯片，所述控制芯片用于控制开关电源的输出电压、输出电流和输出功率，所述控制芯片内设有上述的控制电路。所述开关电源可采用隔离反激式拓扑、非隔离降压拓扑、非隔离升降压拓扑以及非隔离升压拓扑等电路结构中的一种。所述开关电源例如包括功率管，所述功率管可以是MOS管、三极管、JFET、IGBT等开关元件。

本发明实施例还涉及一种电源装置，所述电源装置包括上述的控制电路。所述电源装置例如是充电器。

本发明的控制芯片和电源装置包括上述控制电路，因而也可以实现恒压调制、限流调制以及限功率调制。利用上述控制电路，在同一时刻可以选择恒压调制的同时，调整输出电流和输出功率不超过所设置的最大值，功能全面且灵活，并且避免了直接采用输出电流的参数进行限流调制时，输出电流中的开关频率纹波在基于纹波的控制模式下存在的控制信号不稳定的问题，可以提高控制稳定性和控制精度。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。