用于原边反馈ac-dc开关电源的待机控制系统的制作方法_3

文档序号:9790398阅读:来源:国知局
>[0055] 所述恒流频率控制单元2,根据副边导通时间Treset构造得到一路恒流频率控制信 号;
[0056] 所述前沿消隐单元3,采集流经AC-DC开关电源中功率开关管的原边电流信号,并 屏蔽该信号在功率开关管导通瞬间所产生的电流毛刺;
[0057] 所述峰值电流比较单元4,将屏蔽毛刺后的原边电流信号与给定的电流基准It进 行比较,输出峰值电流比较信号;
[0058] 所述第一RS触发器5, W所述的峰值电流比较信号作为R输入,W所述的恒流频率 控制信号作为S输入,从而输出恒流控制信号;
[0059] 所述输出电压侦测单元6,采集所述辅助绕组分压信号,并从中检测得到AC-DC开 关电源的输出电压反馈量Vf;
[0060] 所述恒压频率控制单元7,根据输出电压反馈量Vf构造得到一路恒压频率控制信 号;
[0061] 所述线电压侦测单元8,采集所述辅助绕组分压信号,并从中检测得到AC-DC开关 电源的线电压反馈量Uf;
[0062] 所述待机脉宽控制单元9,根据输出电压反馈量Vf和线电压反馈量Uf,生成一路恒 压脉宽控制信号;
[0063] 所述待机预备脉冲信号生成单元10,根据所述恒压脉宽控制信号的高电平脉宽Tnn 和恒压频率控制信号的频率fs生成待机预备脉冲信号;
[0064] 所述待机脉冲计数单元11,从待机预备脉冲信号中W每N个脉冲作为一组,对于任 一组屏蔽其中的若干个脉冲,N为大于1的自然数;
[0065] 所述第二RS触发器12, W所述的峰值电流比较信号作为R输入,W所述的恒压频率 控制信号作为S输入,从而输出恒压控制信号;
[0066] 所述恒压脉冲控制单元13,判断输出电压反馈量Vf是否大于给定的电压基准VT2: 若是,则使屏蔽处理后的待机预备脉冲信号作为输出信号;若否,则使所述的恒压控制信号 作为输出信号;
[0067] 所述恒压/恒流模式选择单元14,判断输出电压反馈量Vf是否大于给定的电压基 准VT3:若是,则使恒压脉冲控制单元13得输出信号作为驱动信号输出;若否,则使所述的恒 流控制信号作为驱动信号输出;
[0068] 所述驱动单元15,对驱动信号进行功率放大后输出,用于控制AC-DC开关电源中的 功率开关管。
[0069] 所述的待机脉冲计数单元11屏蔽脉冲的具体方法为:对于待机预备脉冲信号的任 一组脉冲,从该组内的第一个脉冲开始判断,即待当前脉冲结束后立即进行比较:若输出电 压反馈量Vf大于给定的电压基准Vti,则屏蔽组内后续的所有脉冲;否则,判断下一脉冲。
[0070] 本实施方式电路的工作原理如下:本发明恒流控制环路与图1传统控制方式类似, 由所述副边导通时间侦测单元1、恒流频率控制单元2、前沿消隐单元3、峰值电流比较单元 4、第一RS触发器5组成。而恒压控制环路较图1传统控制方式不同,根据实际情况可将其分 为=个状态,分别称为:恒压调频,恒压调幅,恒压待机。其中:
[0071] ①恒压调频:原边峰值电流不变,开关频率根据负载变化。
[0072] ②恒压调幅:原边峰值电流根据负载变化,开关频率不变。
[0073] ③恒压待机:原边峰值电流不变,系统产生的开关脉冲频率不变,但最终输出时选 择性跳过部分脉冲。
[0074] 如图3所示,输出电压侦测单元可在Sample_Tl时刻检测FB引脚波形,得到电压为
,其中1?2,町,扼,化都为固定量,因此可根据该电压判断输出电压¥。大小。如图4 所示,当Vd<V3时,系统处于恒流控制状态(启动W后)。当Vd〉V3时,系统进入恒压控制状态。
[0075] 当负载较重时,即Iout〉Iout2,系统处于恒压调频状态,此时所述恒压频率控制单 元会根据输出电压具体大小调节该单元产生信号的频率,同时驱动信号的关断时刻由所述 峰值电流比较单元4输出决定,所述峰值电流比较单元4内部设定了一个固定的基准电压, 从而保证原边峰值电流不变。系统能量守恒公式如下:
[0077] 其中:Lm为所述变压器原边励磁电感,Vt为所述峰值电流比较单元4内部基准电压, Rs为图帥所示原边电流采样电阻,fs为开关频率,V。为系统输出电压,Rl为等效负载电阻。 可见当Vt是固定值后,开关频率fs与等效负载电阻化有一一对应关系。开关频率fs随着等效 负载电阻化的变化而变化。由于开关频率fs在设计中存在最大值fs_max和最小值fs_min,因此 当负载电阻化进一步增大,也就是负载电流进一步减小,开关频率f S降低至最小值f Sjnin时 依旧无法满足能量守恒条件,那么系统将进入恒压调幅状态。
[0078] 当负载由重载变成中载时,即Ioutl<Iout<Iout2,系统处于恒压调幅状态,此时所 述恒压频率控制单元输出信号频率已降至最低值fs_min,并保持不变,同时驱动信号的关断 时刻由所述待机脉宽控制单元9输出决定。系统能量守恒公式如下:
[0080]其中:Vline为图2中所示的系统线电压,T。。是开关驱动信号的有效导通时间。如图3 所示,所述线电压侦测单元通过对FB引脚信号在Sampl e_T2时刻采样得到
,由于Rl, R2,Na為均为常量,因此该值与Vline成正比。所述待机脉宽控制单 元9在接收所述线电压侦测单元输出后,可自动调节Ton来满足输出功率匹配要求。其中Ton 同样具有设定的最大值和最小值,在所述恒压调幅状态下,输出功率越小,T。。越小。为实现 恒压调频状态和恒压调幅状态的功率平滑过渡,有:
[0082] 待机脉宽的最大值Tnn_max可由上式决定。
[0083] 如图5所示,在恒压调频状态中,系统通过检测原边电流是否到达阔值决定开关脉 冲关断时刻。由于原边电流在开通瞬间存在电流毛刺,容易引起比较器误触发,因此通常会 有所述前沿消隐单元屏蔽电流毛刺阶段,所W在运种情况下,脉冲脉宽要大于前沿消隐时 间。而在恒压调幅状态中,脉宽的产生不采用原边峰值电流比较的方式,可W消除前沿消隐 时间的限制。即待机脉宽的最小值TDn_min可小于前沿消隐时间。具体数值由具体系统需求所 定。
[0084]当负载由中载变为轻载甚至待机时,即Iout<Ioutl,系统处于恒压待机状态,此时 所述的恒压频率控制单元与恒压调幅状态相同,均输出最低频率fs_"in的脉冲。所述待机脉 宽控制单元9输出待机脉宽的最小值TDn_"in。另外所述待机脉冲计数单元11将有选择地屏蔽 部分脉冲信号。如图6所示,在恒压待机状态下,系统按最低频率fs_"in和最小待机脉宽TDn_"in 发出连续脉冲,作为例子,当第M个脉冲到来时检测到输出电压V。超过限定的阔值Vburst (Vburst〉V3),则系统选择屏蔽掉接下来的脉冲信号直到第N个脉冲结束。其中N是系统内部设 定的固定常数。根据负载的不同,屏蔽的脉冲个数也不同。相应的系统能量公式为:
[0086] 当处于待机状态时,系统的等效频率为fs_min/N。通过调节N可改变系统待机的等效 频率,从而调节动态效应。
[0087] 恒压脉冲控制单元13接收峰值电流比较单元4、恒压频率控制单元7、待机脉宽控 制单元9、待机脉冲计数单元11的输出信号,进行逻辑处理,从而实现恒压调频、恒压调幅、 恒压待机=种状态的切换与系统控制。
[0088] 上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可W容易地对上述实施例做出各种修改,并把在此说明的 一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例, 本领域技术人员根据本发明的掲示,对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1.用于原边反馈AC-DC开关电源的待机控制系统,包括辅助绕组电压反馈引入脚FB引 脚,电源引脚VCC引脚,原边绕组电流侦测
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