副边反馈控制方法及其控制电路的制作方法_2

文档序号:9846220阅读:来源:国知局
根据电压的变化幅度是否超过了设定值来判断反馈开关的导通状态 是否发生改变,根据电压的变化方向来判断反馈开关导通状态的变化方向。即,检测到的电 压增加的幅度超过设定值,则认为反馈开关从低阻态跳变到了高阻态;反之,检测到的电压 减小的幅度超过设定值,则认为反馈开关从高阻态跳变到了低阻态。然后,该模块把阻态的 变化信息通过它的第二端口传递给所述输出电压解码反馈模块。
[0022] 所述输出电压解码反馈模块接收到阻态变化信息后再根据约定的通信协议进行 解码,判断出输出电压是偏高还是偏低。若本周期解码的结果是"开关电源输出电压偏高 了",则逐渐减小该调制电压,直到出现"开关电源输出电压偏低了"为止;反之,若当前解码 的结果是"开关电源输出电压偏低了",则逐渐增加该调制电压,直到出现"开关电源输出电 压偏高了"为止。
[0023] 所述占空比调制电路接收输出电压解码反馈模块输出的调制电压,并根据此电压 的大小调制变压器主边绕组NP励磁的占空比,调制电压增加则增加占空比,反之则减小占 空比。
[0024] 综上所述,本发明的开关电源的反馈控制简化过程是:副边采样输出电压-编码 -控制反馈开关阻态变化-原边检测阻态变化-解码-产生电压调制占空比。可见,它既 不需要光耦器件也不需要其它额外的隔离传输器件,从而不仅避免这些器件本身所带来的 一些固有缺陷,也不会有为辅助这些器件工作而添加的器件,减小体积和成本,同时也不会 有原边反馈技术的输出电压精度低和不能在副边通过控制进行改变输出电压的问题。使体 积、成本、性能到达最优化,适用范围更广。
【附图说明】
[0025] 图1为传统副边反馈开关变换器的典型应用电路图;
[0026] 图2为传统原边反馈开关变换器的典型应用电路图;
[0027] 图3为传统原边反馈开关变换器的关键节点工作波形图;
[0028]图4为本发明第一实施例的副边反馈开关变换器的原理框图;
[0029] 图5为本发明第一实施例的副边反馈开关变换器的关键信号波形图;
[0030] 图6为本发明第二实施例的副边反馈开关变换器的原理框图;
[0031] 图7为本发明第三实施例的副边反馈开关变换器的原理框图;
[0032] 图8为本发明第三实施例副边反馈开关变换器关键节点工作波形;
[0033] 图9为本发明第四实施例的副边反馈开关变换器的原理框图。
【具体实施方式】
[0034]为了更好地理解本发明相对于现有技术所作出的改进,在对本发明的三种具体实 施方式进行详细说明之前,先对【背景技术】部分所提到的现有技术结合附图加以说明,进而 引出本案的发明构思。
[0035]如图1所示,为现有传统的副边反馈开关变换器,为变压器隔离变换器,包括变压 器的原边绕组NP、副边绕组NS和辅助绕组NA,由变压器的原边绕组NP形成开关变换器的原 边电路,变压器的副边绕组NS形成开关变换器的副边电路,该副边反馈的任务由光耦及辅 助器件组成的隔离放大器来承担。这种直接检测输出电压的方式具有精度高的特点,但是 由于这些检测、放大器、隔离反馈器件的存在增加了电源系统板的空间,显然在成本和体积 上没有优势。特别是光耦不能在高温下工作,且易于老化,使得这种电源的高温寿命短,无 法满足一些高温应用。
[0036]本发明的【具体实施方式】,就是针对现有技术中的光耦隔离反馈所存在的诸多问题 所作出的改进。本发明的基本改进思路是,去掉光耦,通过原、副边电压通信技术,来进行隔 离反馈传输。
[0037]本发明的初始方案是,一种副边反馈控制方法,适用于具有由变压器的原边绕组 形成的原边电路和变压器的副边绕组形成的副边电路的隔离变换器,
[0038]采用电压通信方式,包括如下步骤,
[0039]副边调制、发送步骤,对副边电路的输出电压进行数字采样得到表征副边采样信 息的数字信号,再把此数字信号在消磁阶段调制到输出电压上产生已调电压,并把此已调 电压作用于变压器副边绕组进行发送;
[0040] 原边接收、解调步骤,通过与副边绕组电压成比例的原边辅助绕组可检测到已调 电压,在原边把所传输的数字信号解码还原。
[0041] 由此构思,进一步细化副边调制、发送方法,包括如下步骤,
[0042] 副边采样步骤,对副边电路的输出电压进行数字采样,得到表示副边输出电压与 内部基准电压的比较判断结果的两个数字信号,并将数字信号传输给编码控制模块;
[0043]编码控制步骤,接收数字信号,并依预设编码规则,将两个数字信号对应编译为 高、低两种电平信号,输出给加压模块;
[0044] 加压步骤,接受电平信号,并依两种电平信号控制加压器对应工作于两种状态,以 将副边采样信号以电压信号形式加到输出电压上。
[0045] 所述加压步骤中,两种电平信号控制加压器对应工作的两种阻态,是
[0046]在加压器工作于第一阻态时,产生第一电压信号,以将副边采样信号的第一数字 信号以加压器的第一电压信号形式,加到输出电压上,产生已调电压,并把此已调电压作用 于变压器副边绕组进行发送;
[0047]在加压器工作于第二阻态时,产生第二电压信号,以将副边采样信号的第二数字 信号以第二电压信号形式,加到输出电压上,产生已调电压,并把此已调电压作用于变压器 副边绕组进行发送;使输出电压的第二判断结果信号随输出电压同步传输。
[0048]由前述技术构思,进一步细化原边接收、解调方法,包括如下步骤,
[0049] 原边检测步骤,在消磁阶段的预定时间内,对原边辅助绕组的端电压进行采样,得 到与已调电压成比例关系的感应电压作为原边采样信号,并从感应电压中提取出副边调 制、发送的副边采样信息作为比较结果信号,并将比较结果输出给解码控制模块;
[0050] 解码控制步骤,接收原边采样的比较结果信号,依预设编码规则,将比较结果信号 还原为电平信号,输出给占空比调制电路。
[0051] 进一步优化原边接收、解调方法方案是,所述原边检测步骤中,从感应电压中提取 出副边调制、发送的副边采样信息,是将当前原边采样电压信号与之前的原边采样电压信 号进行比较,根据电压的变化幅度是否超过设定值来判断加压器的导通状态是否发生改 变,并根据电压的变化方向来判断加压器导通状态的变化方向。
[0052] 以上方法中各步骤,均可转换为相应功能的模块化电路来实现。
[0053] 即一种副边反馈控制电路,适用于具有由变压器的原边绕组形成的原边电路和变 压器的副边绕组形成的副边电路的隔离变换器,包括,
[0054] 副边调制、发送模块,对副边电路的输出电压进行数字采样得到表征副边电压信 息的数字信号,再把此数字信号在消磁阶段调制到输出电压上产生已调电压,并把此已调 电压作用于变压器副边绕组进行发送;
[0055] 原边接收、解调模块,通过与副边绕组电压成比例的原边辅助绕组可检测到已调 电压,在原边把所传输的数字信号解码还原。
[0056] 其中,副边调制、发送模块,包括,
[0057] 副边检测判断模块,对副边电路的输出电压进行数字采样,得到表示副边输出电 压与内部基准电压的比较判断结果的两个数字信号,并将数字信号传输给编码控制模块;
[0058] 编码控制模块,接收数字信号,并依预设编码规则,将两个数字信号对应编译为 高、低两种电平信号,输出给加压模块;
[0059] 加压模块,接受电平信号,并依两种电平信号控制加压器对应工作于两种状态,以 将副边采样信号以电压信号形式加到输出电压上。
[0060] 进一步设计加压模块,是按两种电平信号控制加压器对应工作在两种阻态,即
[0061] 在加压器工作于第一阻态时,产生第一电压信号,以将副边采样信号的第一数字 信号以加压器的第一电压信号形式,加到输出电压上,产生已调电压,并把此已调电压作用 于变压器副边绕组进行发送;
[0062] 在加压器工作于第二阻态时,产生第二电压信号,以将副边采样信号的第二数字 信号以第二电压信号形式,加到输出电压上,产生已调电压,并把此已调电压作用于变压器 副边绕组进行发送;使输出电压的第二判断结果信号随输出电压同步传输。
[0063] 另设计原边接收、解调模块,包括,
[0064] 原边检测模块,在消磁阶段的预定时间内,对原边辅助绕组的端电压进行采样,得 到与已调电压成比例关系的感应电压作为原边采样信号,并从感应电压中提取出副边调 制、发送的副边采样信息作为比较结果信号,并将比较结果输出给解码控制模块;
[0065] 解码控制模块,接收原边采样的比较结果信号,依预设编码规则,将比较结果信号 还原为电平信号,输出给占空比调制电路。
[0066]进一步设计原边检测模块,从感应电压中提取出副边调制、发送的副边采样信息, 是将当前原边采样电压信号与之前的原边采样电压信号进行比较,根据电压的变化幅度是 否超过设定值来判断加压器的导通状态是否发生改变,并根据电压的变化方向来判断加压 器导通状态的变化方向。
[0067] 为了使本发明更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。特别地, 为了让人更容易理解本发明中的工作原理,在实施例中的编码过程中逻辑关系使用了特定 的形式来表示,例如"
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