一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换器的制造方法
【专利说明】一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换
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技术领域
[0001]本发明涉及电源领域，更具体的说，涉及一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换器。
【背景技术】
[0002]采用原边反馈的控制方案因为电路结构简单、安全性好等优点，在中小功率的隔离型开关电源中应用非常广泛。原边反馈的控制电路通常工作于电流断续模式(DCM)或准谐振模式(QR)，对开关电源的输出电压的反馈检测一般是在副边的整流二极管续流结束时，通过与变压器绕组耦合的辅助绕组在原边进行采样控制，这样就可以忽略续流二极管正向压降Vf对采样精度的影响，因而可以获得良好的输出电压调整率。典型的原边反馈的控制电路电压、电流检测原理图如图1所示。通过辅助绕组Na与副边绕组Ns耦合以获得输出电压信息，分压电阻R2和R3米样辅助绕组Na的电压信号以获得表征输出电压信息的米样信号Vsen。
[0003]当系统工作于准谐振模式(QR)时，则原边反馈的采样信号的波形如图2所示，原边控制器接收到的采样信号的电压值为:(Vout+VF) * (Na/Ns) * (R3/ (R2+R3))。在采样时刻Tsaniple，续流二极管Dl的电流下降至零，这时二极管的正向压降％可以忽略，原边获得采样信号电压值可近似为:Vout*(Na/NS)*(R3/(R2+R3))，由此可得出，在准谐振模式下通过原边反馈可获得良好的输出电压调整率。
[0004]在功率较大的应用场合，为了减小原、副边的电流应力，通常需要电路工作于电流连续模式(CCM)。在CCM模式下原边反馈的采样信号的波形如图3所示，若原边反馈的控制电路工作于CCM模式，由于在采样时刻副边续流二极管Dl不为零，如在采样时刻Tsaniply 二极管的正向压降Vf随流过二极管的电流变化而变化，这时会对原边反馈控制的输出电压精度产生很大的影响。
[0005]因此，现有技术中的原边反馈控制电路中采用传统的电压采样无法满足工作于电流连续模式(CCM)、电流断续模式(DCM)和准谐振模式(QR)等不同电流模式时均能获得良好的输出电压调整率。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提出了一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换器，通过采样原边的功率开关管的开关电流信息，以获得表征副边整流管压降信息的补偿信号，所述补偿信号补偿整流管的压降对输出电压反馈信号带来的影响，以获得良好的输出电压调整率。
[0007]依据本发明的一种电压采样控制电路，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，所述电压采样控制电路包括有电流采样保持电路、补偿信号产生电路和电压采样保持电路；
[0008]所述电流采样保持电路采样所述功率开关管的开关电流，以获得表征所述开关电流信息的第一电压采样信号，所述第一电压采样信号与所述整流管的正向压降成比例；
[0009]所述补偿信号产生电路根据所述第一电压采样信号获得相对应的第一电流信号，然后根据所述第一电流信号生成一补偿信号，所述补偿信号对所述隔离式变换器的输出电压反馈信号进行补偿处理，以获得第一电压反馈信号；
[0010]所述电压采样保持电路采样保持所述第一电压反馈信号，以获取当前的第一电压反馈信号，当前的第一电压反馈信号用以调节所述隔离式变换器的输出电压大小，以使得所述隔离式变换器的输出电压维持稳定。
[0011 ] 优选的，在所述功率开关管的开通时刻，所述电流采样保持电路对所述功率开关管的开关电流进行采样以获得所述第一电压采样信号；
[0012]在所述整流管续流结束时刻或者在所述功率开关管的开关周期结束时刻，所述电压采样保持电路对第一电压反馈信号进行采样保持，以获取当前的第一电压反馈信号。
[0013]优选的，所述电压采样控制电路进一步包括延时电路，
[0014]在所述功率开关管的关断时刻，所述电流采样保持电路对所述功率开关管的开关电流进行采样以获得所述第一电压采样信号；
[0015]所述延时电路根据所述第一电压采样信号的大小获得一延迟时间，在所述功率开关管关断并经过所述延迟时间之后，所述电压采样保持电路对第一电压反馈信号进行采样保持，以获取当前的输出电压反馈信号。
[0016]进一步的，所述补偿信号产生电路包括第一电阻和流控电流源，
[0017]所述第一电阻连接在所述电流采样保持电路和所述流控电流源之间，所述第一电压采样信号在所述第一电阻上产生所述第一电流信号；
[0018]所述流控电流源接收所述第一电流信号，以获得与所述第一电流信号成比例关系的第二电流信号；
[0019]所述流控电流源的输出端与输出电压反馈电路的输出端连接，以产生所述补偿信号，所述输出电压反馈电路用以产生所述输出电压反馈信号。
[0020]优选的，通过调节所述第一电阻的阻值大小或者调节所述流控电流源的比例系数或者调节所述输出电压反馈电路中分压电阻的大小以调节所述补偿信号的大小。
[0021]依据本发明的一种电压采样控制方法，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，所述电压采样控制方法包括以下步骤:
[0022]采样所述功率开关管的开关电流，以获得表征所述开关电流信息的第一电压采样信号，所述第一电压采样信号与所述整流管的压降成比例；
[0023]根据所述第一电压采样信号获得相对应的第一电流信号，然后根据所述第一电流信号生成一补偿信号，所述补偿信号对所述输出电压反馈信号进行补偿处理，以获得第一电压反馈信号；
[0024]采样保持所述第一电压反馈信号以获取当前的第一电压反馈信号，当前的第一电压反馈信号用以调节所述隔离式变换器的输出电压大小，以使得所述隔离式变换器的输出电压维持稳定。
[0025]优选的，在所述功率开关管的开通时刻，对所述功率开关管的开关电流进行采样以获得所述第一电压采样信号；
[0026]在所述整流管续流结束时刻或者在所述功率开关管的开关周期结束时刻，对所述第一电压反馈信号进行采样保持，以获取当前的第一电压反馈信号。
[0027]优选的，在所述功率开关管的关断时刻，对所述功率开关管的开关电流进行采样以获得所述第一电压采样信号；
[0028]根据所述第一电压采样信号的大小获得一延迟时间，在所述功率开关管关断并经过所述延迟时间之后，采样保持所述第一电压反馈信号，以获得当前的第一电压反馈信号。
[0029]进一步的，所述补偿信号的产生步骤进一步包括:
[0030]所述第一电压采样信号在第一电阻上产生所述第一电流信号；
[0031]根据所述第一电流信号获得与之成比例关系的第二电流信号；
[0032]利用输出电压反馈电路获得所述隔离式变换器的输出电压信息，以获得所述输出电压反馈信号；
[0033]所述第二电流信号在所述输出电压反馈电路中的分压电阻网络上产生一压降以生成所述补偿信号。
[0034]优选的，调节所述第一电阻的阻值大小或者调节第二电流信号和第一电流信号的比例系数或者调节所述输出电压反馈电路中分压电阻的大小以调节所述补偿信号的大小。
[0035]依据本发明的一种隔离式变换器，包括一控制电路和功率级电路，还包括上述的电压采样控制电路。
[0036]依据上述的一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换器，通过采样原边的功率开关管的开关电流信息，以获得表征副边整流管压降信息的第一电压信号，然后根据所述第一电压信号获得补偿信号，所述补偿信号对输出电压反馈信号进行补偿，以抵消整流管在输出电压采样时自身的压降对输出电压反馈信号的影响，从而获得准确的第一电压反馈信号，实现无论在哪种工作模式下都能准确对输出电压的控制。
【附图说明】
[0037]图1所示为现有技术中典型的原边反馈的控制电路电压、电流检测原理图；
[0038]图2所示为图1所示的电路工作在准谐振工作模式下的输出电压采样波形图；
[0039]图3所示为图1所示的电路工作在连续工作模式下的输出电压采样波形图；
[0040]图4所示为依据本发明的电压采样控制电路的第一实施例的电路图；
[0041]图