一種電壓采樣控制電路、電壓采樣控制方法及隔離式變換器的制造方法
【專利說明】一種電壓采樣控制電路、電壓采樣控制方法及隔離式變換
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技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電源領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種電壓采樣控制電路、電壓采樣控制方法及隔離式變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]采用原邊反饋的控制方案因為電路結(jié)構(gòu)簡單、安全性好等優(yōu)點，在中小功率的隔離型開關(guān)電源中應(yīng)用非常廣泛。原邊反饋的控制電路通常工作于電流斷續(xù)模式(DCM)或準(zhǔn)諧振模式(QR)，對開關(guān)電源的輸出電壓的反饋檢測一般是在副邊的整流二極管續(xù)流結(jié)束時，通過與變壓器繞組耦合的輔助繞組在原邊進行采樣控制，這樣就可以忽略續(xù)流二極管正向壓降Vf對采樣精度的影響，因而可以獲得良好的輸出電壓調(diào)整率。典型的原邊反饋的控制電路電壓、電流檢測原理圖如圖1所示。通過輔助繞組Na與副邊繞組Ns耦合以獲得輸出電壓信息，分壓電阻R2和R3米樣輔助繞組Na的電壓信號以獲得表征輸出電壓信息的米樣信號Vsen。
[0003]當(dāng)系統(tǒng)工作于準(zhǔn)諧振模式(QR)時，則原邊反饋的采樣信號的波形如圖2所示，原邊控制器接收到的采樣信號的電壓值為:(Vout+VF) * (Na/Ns) * (R3/ (R2+R3))。在采樣時刻Tsaniple，續(xù)流二極管Dl的電流下降至零，這時二極管的正向壓降％可以忽略，原邊獲得采樣信號電壓值可近似為:Vout*(Na/NS)*(R3/(R2+R3))，由此可得出，在準(zhǔn)諧振模式下通過原邊反饋可獲得良好的輸出電壓調(diào)整率。
[0004]在功率較大的應(yīng)用場合，為了減小原、副邊的電流應(yīng)力，通常需要電路工作于電流連續(xù)模式(CCM)。在CCM模式下原邊反饋的采樣信號的波形如圖3所示，若原邊反饋的控制電路工作于CCM模式，由于在采樣時刻副邊續(xù)流二極管Dl不為零，如在采樣時刻Tsaniply 二極管的正向壓降Vf隨流過二極管的電流變化而變化，這時會對原邊反饋控制的輸出電壓精度產(chǎn)生很大的影響。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)中的原邊反饋控制電路中采用傳統(tǒng)的電壓采樣無法滿足工作于電流連續(xù)模式(CCM)、電流斷續(xù)模式(DCM)和準(zhǔn)諧振模式(QR)等不同電流模式時均能獲得良好的輸出電壓調(diào)整率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種電壓采樣控制電路、電壓采樣控制方法及隔離式變換器，通過采樣原邊的功率開關(guān)管的開關(guān)電流信息，以獲得表征副邊整流管壓降信息的補償信號，所述補償信號補償整流管的壓降對輸出電壓反饋信號帶來的影響，以獲得良好的輸出電壓調(diào)整率。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一種電壓采樣控制電路，應(yīng)用于隔離式變換器中，所述隔離式變換器包括有由原邊繞組和副邊繞組構(gòu)成的變壓器、與原邊繞組連接的功率開關(guān)管以及與副邊繞組連接的整流管，所述電壓采樣控制電路包括有電流采樣保持電路、補償信號產(chǎn)生電路和電壓采樣保持電路；
[0008]所述電流采樣保持電路采樣所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流，以獲得表征所述開關(guān)電流信息的第一電壓采樣信號，所述第一電壓采樣信號與所述整流管的正向壓降成比例；
[0009]所述補償信號產(chǎn)生電路根據(jù)所述第一電壓采樣信號獲得相對應(yīng)的第一電流信號，然后根據(jù)所述第一電流信號生成一補償信號，所述補償信號對所述隔離式變換器的輸出電壓反饋信號進行補償處理，以獲得第一電壓反饋信號；
[0010]所述電壓采樣保持電路采樣保持所述第一電壓反饋信號，以獲取當(dāng)前的第一電壓反饋信號，當(dāng)前的第一電壓反饋信號用以調(diào)節(jié)所述隔離式變換器的輸出電壓大小，以使得所述隔離式變換器的輸出電壓維持穩(wěn)定。
[0011 ] 優(yōu)選的，在所述功率開關(guān)管的開通時刻，所述電流采樣保持電路對所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流進行采樣以獲得所述第一電壓采樣信號；
[0012]在所述整流管續(xù)流結(jié)束時刻或者在所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期結(jié)束時刻，所述電壓采樣保持電路對第一電壓反饋信號進行采樣保持，以獲取當(dāng)前的第一電壓反饋信號。
[0013]優(yōu)選的，所述電壓采樣控制電路進一步包括延時電路，
[0014]在所述功率開關(guān)管的關(guān)斷時刻，所述電流采樣保持電路對所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流進行采樣以獲得所述第一電壓采樣信號；
[0015]所述延時電路根據(jù)所述第一電壓采樣信號的大小獲得一延遲時間，在所述功率開關(guān)管關(guān)斷并經(jīng)過所述延遲時間之后，所述電壓采樣保持電路對第一電壓反饋信號進行采樣保持，以獲取當(dāng)前的輸出電壓反饋信號。
[0016]進一步的，所述補償信號產(chǎn)生電路包括第一電阻和流控電流源，
[0017]所述第一電阻連接在所述電流采樣保持電路和所述流控電流源之間，所述第一電壓采樣信號在所述第一電阻上產(chǎn)生所述第一電流信號；
[0018]所述流控電流源接收所述第一電流信號，以獲得與所述第一電流信號成比例關(guān)系的第二電流信號；
[0019]所述流控電流源的輸出端與輸出電壓反饋電路的輸出端連接，以產(chǎn)生所述補償信號，所述輸出電壓反饋電路用以產(chǎn)生所述輸出電壓反饋信號。
[0020]優(yōu)選的，通過調(diào)節(jié)所述第一電阻的阻值大小或者調(diào)節(jié)所述流控電流源的比例系數(shù)或者調(diào)節(jié)所述輸出電壓反饋電路中分壓電阻的大小以調(diào)節(jié)所述補償信號的大小。
[0021]依據(jù)本發(fā)明的一種電壓采樣控制方法，應(yīng)用于隔離式變換器中，所述隔離式變換器包括有由原邊繞組和副邊繞組構(gòu)成的變壓器、與原邊繞組連接的功率開關(guān)管以及與副邊繞組連接的整流管，所述電壓采樣控制方法包括以下步驟:
[0022]采樣所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流，以獲得表征所述開關(guān)電流信息的第一電壓采樣信號，所述第一電壓采樣信號與所述整流管的壓降成比例；
[0023]根據(jù)所述第一電壓采樣信號獲得相對應(yīng)的第一電流信號，然后根據(jù)所述第一電流信號生成一補償信號，所述補償信號對所述輸出電壓反饋信號進行補償處理，以獲得第一電壓反饋信號；
[0024]采樣保持所述第一電壓反饋信號以獲取當(dāng)前的第一電壓反饋信號，當(dāng)前的第一電壓反饋信號用以調(diào)節(jié)所述隔離式變換器的輸出電壓大小，以使得所述隔離式變換器的輸出電壓維持穩(wěn)定。
[0025]優(yōu)選的，在所述功率開關(guān)管的開通時刻，對所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流進行采樣以獲得所述第一電壓采樣信號；
[0026]在所述整流管續(xù)流結(jié)束時刻或者在所述功率開關(guān)管的開關(guān)周期結(jié)束時刻，對所述第一電壓反饋信號進行采樣保持，以獲取當(dāng)前的第一電壓反饋信號。
[0027]優(yōu)選的，在所述功率開關(guān)管的關(guān)斷時刻，對所述功率開關(guān)管的開關(guān)電流進行采樣以獲得所述第一電壓采樣信號；
[0028]根據(jù)所述第一電壓采樣信號的大小獲得一延遲時間，在所述功率開關(guān)管關(guān)斷并經(jīng)過所述延遲時間之后，采樣保持所述第一電壓反饋信號，以獲得當(dāng)前的第一電壓反饋信號。
[0029]進一步的，所述補償信號的產(chǎn)生步驟進一步包括:
[0030]所述第一電壓采樣信號在第一電阻上產(chǎn)生所述第一電流信號；
[0031]根據(jù)所述第一電流信號獲得與之成比例關(guān)系的第二電流信號；
[0032]利用輸出電壓反饋電路獲得所述隔離式變換器的輸出電壓信息，以獲得所述輸出電壓反饋信號；
[0033]所述第二電流信號在所述輸出電壓反饋電路中的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生一壓降以生成所述補償信號。
[0034]優(yōu)選的，調(diào)節(jié)所述第一電阻的阻值大小或者調(diào)節(jié)第二電流信號和第一電流信號的比例系數(shù)或者調(diào)節(jié)所述輸出電壓反饋電路中分壓電阻的大小以調(diào)節(jié)所述補償信號的大小。
[0035]依據(jù)本發(fā)明的一種隔離式變換器，包括一控制電路和功率級電路，還包括上述的電壓采樣控制電路。
[0036]依據(jù)上述的一種電壓采樣控制電路、電壓采樣控制方法及隔離式變換器，通過采樣原邊的功率開關(guān)管的開關(guān)電流信息，以獲得表征副邊整流管壓降信息的第一電壓信號，然后根據(jù)所述第一電壓信號獲得補償信號，所述補償信號對輸出電壓反饋信號進行補償，以抵消整流管在輸出電壓采樣時自身的壓降對輸出電壓反饋信號的影響，從而獲得準(zhǔn)確的第一電壓反饋信號，實現(xiàn)無論在哪種工作模式下都能準(zhǔn)確對輸出電壓的控制。
【附圖說明】
[0037]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中典型的原邊反饋的控制電路電壓、電流檢測原理圖；
[0038]圖2所示為圖1所示的電路工作在準(zhǔn)諧振工作模式下的輸出電壓采樣波形圖；
[0039]圖3所示為圖1所示的電路工作在連續(xù)工作模式下的輸出電壓采樣波形圖；
[0040]圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的電壓采樣控制電路的第一實施例的電路圖；
[0041]圖