控制電路、控制方法和應(yīng)用其的反激式變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及一種控制電路、控制方法和應(yīng)用其的反激式變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)反激式變換器的轉(zhuǎn)換效率會(huì)很低。因此，為了提高效率，在反激式變換器的設(shè)計(jì)中，一般會(huì)對(duì)輕載時(shí)的控制方式做特殊處理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，一般在負(fù)載較輕時(shí)，采用恒定導(dǎo)通時(shí)間的控制方式。這種控制方式中，相對(duì)開關(guān)周期而且較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)，開關(guān)控制信號(hào)在每個(gè)開關(guān)周期的導(dǎo)通時(shí)間保持恒定，且可由用戶選擇。而開關(guān)頻率則會(huì)變化(關(guān)斷時(shí)間改變)，以提供所需的輸出功率。而在輕載條件下，峰值電流減小，開關(guān)頻率下降，與開關(guān)頻率相關(guān)的損耗，如功率MOSFET輸出電容和門電荷損耗以及泄漏感抗損耗也會(huì)減少。通常還會(huì)對(duì)導(dǎo)通時(shí)間設(shè)定一個(gè)最低值(也即最低導(dǎo)通時(shí)間)，以進(jìn)一步控制輸出的能量來(lái)提高效率。
[0004]但是，在一些輕載條件下，按照恒定導(dǎo)通時(shí)間模式工作時(shí)傳遞的能量還是比輸出的能量大，此時(shí)輸出電壓會(huì)上升。此時(shí)，通常會(huì)在檢測(cè)到輸出過壓(電壓反饋信號(hào)Vfb高于Vovp)時(shí)控制反激式變換器停止工作一段時(shí)間后繼續(xù)工作，以此來(lái)減少功率級(jí)電路傳遞的能量，從而實(shí)現(xiàn)輕載恒壓輸出。但是，由于控制電路停止工作了一段時(shí)間(這會(huì)使得開關(guān)控制信號(hào)Q保持無(wú)效狀態(tài)一端時(shí)間)，直到電壓下降到預(yù)定值以下(如圖1所示)。在這段時(shí)間內(nèi)，輸出能量由功率級(jí)電路的輸出電容(通常為電解電容)提供，輸出電容上有較大的電壓紋波，導(dǎo)致輸出電壓也有較大的紋波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種控制電路、控制方法和應(yīng)用其的反激式變換器，以降低輕載時(shí)反激式變換器輸出的紋波。
[0006]第一方面，提供一種控制電路，用于在輕載時(shí)控制反激式變換器的功率級(jí)電路，所述控制電路包括:
[0007]補(bǔ)償電路，用于生成電壓補(bǔ)償信號(hào)，所述電壓補(bǔ)償信號(hào)用于表征所述功率級(jí)電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的差值；
[0008]控制信號(hào)生成電路，用于在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)以脈寬調(diào)制模式生成開關(guān)控制信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式生成開關(guān)控制信號(hào);
[0009]其中，所述第一范圍的最低值等于所述第二范圍的最高值；所述開關(guān)控制信號(hào)用于控制所述功率級(jí)電路的功率開關(guān)。
[0010]優(yōu)選地，所述控制信號(hào)生成電路包括:
[0011]置零信號(hào)生成電路，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號(hào)生成置零信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式生成置零信號(hào)；
[0012]限頻信號(hào)生成電路，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)生成具有預(yù)定無(wú)效區(qū)間的限頻信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)生成無(wú)效區(qū)間隨所述電壓補(bǔ)償信號(hào)變化的限頻信號(hào)，所述限頻信號(hào)在所述開關(guān)控制信號(hào)切換為有效時(shí)被設(shè)置為無(wú)效；
[0013]置位信號(hào)生成電路，用于在所述限頻信號(hào)為有效且副邊電流過零時(shí)生成置位信號(hào);
[0014]邏輯電路，用于根據(jù)所述置位信號(hào)將所述開關(guān)控制信號(hào)設(shè)置為有效，根據(jù)所述置零信號(hào)將所述開關(guān)控制信號(hào)設(shè)置為無(wú)效。
[0015]優(yōu)選地，所述控制信號(hào)生成電路還用于在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第三范圍時(shí)以脈寬調(diào)制模式生成開關(guān)控制信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第四范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式生成開關(guān)控制信號(hào)；
[0016]其中所述第三范圍的最高值等于所述第二范圍的最低值，所述第四范圍的最高值等于所述第三范圍的最低值。
[0017]優(yōu)選地，所述控制信號(hào)生成電路包括:
[0018]置零信號(hào)生成電路，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍和第三范圍時(shí)根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號(hào)生成置零信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍和第四范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式生成置零信號(hào)；
[0019]限頻信號(hào)生成電路，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍和第三范圍時(shí)生成具有預(yù)定無(wú)效區(qū)間的限頻信號(hào)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍和第四范圍時(shí)生成無(wú)效區(qū)間隨所述電壓補(bǔ)償信號(hào)變化的限頻信號(hào)，所述限頻信號(hào)在所述開關(guān)控制信號(hào)切換為有效時(shí)被設(shè)置為無(wú)效；
[0020]置位信號(hào)生成電路，用于在所述限頻信號(hào)為有效且副邊電流過零時(shí)生成置位信號(hào);;
[0021]邏輯電路，用于根據(jù)所述置位信號(hào)將所述開關(guān)控制信號(hào)設(shè)置為有效，根據(jù)所述置零信號(hào)將所述開關(guān)控制信號(hào)設(shè)置為無(wú)效。
[0022]優(yōu)選地，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)生成的置零信號(hào)對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)通時(shí)間，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第四范圍時(shí)生成的置零信號(hào)對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)通時(shí)間，所述第一導(dǎo)通時(shí)間大于所述第二導(dǎo)通時(shí)間；
[0023]在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)生成的限頻信號(hào)具有第一時(shí)間長(zhǎng)度的無(wú)效區(qū)間，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第三范圍時(shí)生成的限頻信號(hào)具有第二時(shí)間長(zhǎng)度的無(wú)效區(qū)間，所述第一時(shí)間長(zhǎng)度小于所述第二時(shí)間長(zhǎng)度。
[0024]第二方面，提供一種反激式變換器，包括:
[0025]功率級(jí)電路和如上所述的控制電路。
[0026]第三方面，提供一種控制方法，用于在輕載時(shí)控制反激式變換器的功率級(jí)電路，所述控制方法包括:
[0027]生成電壓補(bǔ)償信號(hào)，所述電壓補(bǔ)償信號(hào)用于表征所述功率級(jí)電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的差值；
[0028]在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)以脈寬調(diào)制模式控制所述功率級(jí)電路的功率開關(guān)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式控制所述功率開關(guān)；
[0029]所述第一范圍的最低值等于所述第二范圍的最高值。
[0030]優(yōu)選地，所述控制方法還包括:
[0031]在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第三范圍時(shí)以脈寬調(diào)制模式控制所述功率開關(guān)，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第四范圍時(shí)以恒定導(dǎo)通時(shí)間模式控制所述功率開關(guān)；
[0032]其中所述第三范圍的最高值等于所述第二范圍的最低值，所述第四范圍的最高值等于所述第三范圍的最低值。
[0033]優(yōu)選地，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第二范圍時(shí)生成的開關(guān)控制信號(hào)具有第一導(dǎo)通時(shí)間，在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第四范圍時(shí)生成的開關(guān)控制信號(hào)具有第二導(dǎo)通時(shí)間，所述第一導(dǎo)通時(shí)間大于所述第二導(dǎo)通時(shí)間；
[0034]在所述電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第一范圍時(shí)生成的限頻信號(hào)具有第一時(shí)間長(zhǎng)度的無(wú)效區(qū)間，在所屬電壓補(bǔ)償信號(hào)位于第三范圍時(shí)生成的限頻信號(hào)具有第二時(shí)間長(zhǎng)度的無(wú)效區(qū)間，所述第一時(shí)間長(zhǎng)度小于所述第二時(shí)間長(zhǎng)度；所述開關(guān)控制信號(hào)用于控制所述功率開關(guān)，所述限頻信號(hào)用于控制所述開關(guān)控制信號(hào)的開關(guān)周期。
[0035]本發(fā)明在輕載時(shí)根據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)交替采用脈寬調(diào)制模式(也即恒定開關(guān)頻率模式)和恒定導(dǎo)通時(shí)間模式控制功率級(jí)電路，使得輸出能量可以快速平緩降低，而不必使控制電路停止工作，在提高反激式變換器輕載效率的同時(shí)降低了輸出電壓紋波。
【附圖說(shuō)明】
[0036]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0037]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的反激式變換器的工作波形圖；
[0038]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的反激式變換器的電路示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的反激式變換器的輸出功率的變化趨勢(shì)圖；
[0040]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的控制信號(hào)生成電路的電路示意圖；
[0041]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的條件檢測(cè)電路的電路示意圖；
[0042]圖6是本發(fā)明實(shí)施例在一個(gè)特定情形下的工作波形圖；
[0043]圖7是本發(fā)明實(shí)施例在另一個(gè)特定情形下的工作波形圖；
[0044]圖8是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的控制信號(hào)生成電路的電路示意圖；
[0045]圖9是本發(fā)明實(shí)施例的置零信號(hào)以及限頻信號(hào)隨電壓補(bǔ)償信號(hào)變化的曲線圖；
[0046]圖10是本發(fā)明實(shí)施例的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0048]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0049]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個(gè)元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當(dāng)稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。
[0050]除非上下文明確要求，否則整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說(shuō)，是“包括但不限于”的含義。
[0051]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0052]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的反激式變換器的電路示意圖。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的開關(guān)型變換器包括功率級(jí)電路I和控制電路2。在圖2中，功率級(jí)電路I采用反