一種準(zhǔn)諧振反激式控制器及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種準(zhǔn)諧振反激式控制器及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為一種共識(shí)，各國(guó)紛紛制定出相應(yīng)的能效標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范外圍電源產(chǎn)品和家用電器等電子產(chǎn)品的效率和能耗。隨著能效標(biāo)準(zhǔn)的逐年升級(jí)，能效標(biāo)準(zhǔn)要求也越來(lái)越高，一般的反激式拓?fù)鋺?yīng)用已經(jīng)難以滿足新的能效標(biāo)準(zhǔn)的要求。準(zhǔn)諧振反激控制器由于是功率開關(guān)在源漏電壓較低的時(shí)候?qū)ǎ瓜到y(tǒng)的效率有所提高；但是，由于準(zhǔn)諧振反激控制方式為了在第一個(gè)谷底導(dǎo)通，隨著負(fù)載的降低而使系統(tǒng)工作頻率升高較多，雖然功率開關(guān)的源漏電壓降低有利于功率開關(guān)損耗的降低，但是逐步升高的頻率又使功率開關(guān)的損耗逐步增加，系統(tǒng)效率提升的效果不明顯，在負(fù)載較輕時(shí)系統(tǒng)效率反而降低。為了改善這種情況，有的準(zhǔn)諧振反激控制器在負(fù)載較輕時(shí)降低工作頻率，變?yōu)槠骄l率控制方式，但準(zhǔn)諧振系統(tǒng)需要在谷底的時(shí)候開通，由于設(shè)定的頻率變?yōu)槠骄?，?zhǔn)諧振系統(tǒng)會(huì)工作在幾個(gè)不同谷底抖動(dòng)的狀態(tài)，頻率的變化造成音頻噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種準(zhǔn)諧振反激式控制器及控制方法，能夠明顯提高反激電源系統(tǒng)的效率，消除反激電源系統(tǒng)由于工作在不同諧振谷底造成的音頻噪聲。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種準(zhǔn)諧振反激式控制器，應(yīng)用于反激電源系統(tǒng)，包括:谷底檢測(cè)電路，其檢測(cè)反激電源系統(tǒng)中的諧振信號(hào)，檢測(cè)到諧振谷底時(shí)發(fā)出谷底信號(hào)；設(shè)定時(shí)間電路，其根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段，發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)；選定谷底運(yùn)算邏輯電路，其根據(jù)谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)、以及谷底信號(hào)進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)，該第一控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的導(dǎo)通；峰值電流檢測(cè)電路，其根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定峰值電流，并將該峰值電流與控制器的電流反饋端的電流進(jìn)行比較，發(fā)出第二控制信號(hào)，該第二控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的關(guān)斷；功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其用于根據(jù)第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0005]所述功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括:功率開關(guān)邏輯控制電路，其根據(jù)第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷的邏輯信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制電路，其根據(jù)邏輯信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0006]所述設(shè)定時(shí)間電路包括第一時(shí)間設(shè)定電路和第二時(shí)間設(shè)定電路；第一時(shí)間設(shè)定電路根據(jù)控制電壓反饋端的電壓設(shè)定第一時(shí)間段，第一時(shí)間段跟隨該電壓變化；第二時(shí)間設(shè)定電路用于設(shè)定第二時(shí)間段，第二時(shí)間段從第一時(shí)間段結(jié)束的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。
[0007]所述第一時(shí)間段用于控制反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段的下限，第一時(shí)間段結(jié)束時(shí)，第一時(shí)間設(shè)定電路發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)。
[0008]所述第二時(shí)間段用于控制反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段的上限，第二時(shí)間段結(jié)束時(shí)，第二時(shí)間設(shè)定電路發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的結(jié)束信號(hào)。
[0009]所述谷底運(yùn)算邏輯電路包括:谷底計(jì)數(shù)電路，其用于記錄反激電源系統(tǒng)當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量；選定谷底鎖存電路，其用于鎖存反激電源系統(tǒng)上一個(gè)工作周期所設(shè)定的諧振谷底數(shù)量；選定谷底比較電路，其用于比較當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量和鎖存的諧振谷底數(shù)量是否一致，當(dāng)兩者數(shù)量一致時(shí)發(fā)出谷底比較結(jié)果；谷底運(yùn)算電路，其用于根據(jù)谷底比較結(jié)果、第一時(shí)間段和第二時(shí)間段計(jì)算功率開關(guān)導(dǎo)通的谷底時(shí)間，并發(fā)出信號(hào)在指定諧振谷底處進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通。
[0010]一種準(zhǔn)諧振反激式控制器的控制方法，包括以下步驟:
51.根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定電源反饋系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段，發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)；
52.檢測(cè)反激電源系統(tǒng)中的諧振信號(hào)，檢測(cè)到諧振谷底時(shí)發(fā)出谷底信號(hào)；
53.根據(jù)谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)、以及谷底信號(hào)進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)，該第一控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的導(dǎo)通；
54.根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定峰值電流，并將該峰值電流與控制器的電流反饋端的電流進(jìn)行比較，發(fā)出第二控制信號(hào)，該第二控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的關(guān)斷。
[0011]所述步驟S3包括以下子步驟:
531.記錄當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量；
532.比較當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量與鎖存的上一個(gè)工作周期所設(shè)定的諧振谷底數(shù)量是否一致，當(dāng)兩者數(shù)量一致時(shí)發(fā)出谷底比較結(jié)果；
533.根據(jù)谷底比較結(jié)果、第一時(shí)間段和第二時(shí)間段計(jì)算功率開關(guān)導(dǎo)通的谷底時(shí)間，并發(fā)出信號(hào)在指定諧振谷底處進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通。
[0012]所述谷底計(jì)數(shù)電路記錄的諧振谷底數(shù)量為N，選定谷底鎖存電路鎖存的諧振谷底數(shù)量為M，N和Μ均為正整數(shù)。
[0013]所述鎖存的諧振谷底數(shù)量在反激電源系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)為1。
[0014]當(dāng)谷底鎖定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到谷底比較結(jié)果發(fā)出時(shí)，則發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通，并保持上一工作周期鎖存的諧振谷底數(shù)量；當(dāng)谷底鎖定時(shí)間段內(nèi)未檢測(cè)到谷底信號(hào)發(fā)出時(shí)，則在谷底鎖定時(shí)間段結(jié)束時(shí)發(fā)出第一時(shí)間控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通，并保持上一工作周期鎖存的諧振谷底數(shù)量。
[0015]當(dāng)谷底比較結(jié)果發(fā)出時(shí)，谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)還未發(fā)出，則選擇谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)的下一個(gè)諧振谷底數(shù)量進(jìn)行鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通。
[0016]當(dāng)谷底鎖定時(shí)間段的結(jié)束信號(hào)發(fā)出時(shí)，谷底比較結(jié)果還未發(fā)出，則選擇當(dāng)前諧振谷底數(shù)量進(jìn)行鎖存，并在下一個(gè)諧振谷底到來(lái)時(shí)發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)的導(dǎo)通。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過檢測(cè)控制器反饋引腳的電壓，選定適合負(fù)載狀態(tài)需要的工作頻率和谷底時(shí)刻，并對(duì)諧振谷底數(shù)量進(jìn)行鎖存，使反激電源系統(tǒng)工作在一個(gè)確定頻率的準(zhǔn)諧振狀態(tài)，避免了一般準(zhǔn)諧振控制方式使反激電源系統(tǒng)在某些負(fù)載時(shí)工作在兩個(gè)不同頻率范圍內(nèi)而產(chǎn)生的音頻噪音問題。同時(shí)，由于本發(fā)明直接通過控制器反饋引腳的電壓設(shè)定反激電源系統(tǒng)的實(shí)際工作周期時(shí)間段，可以快速地達(dá)到輸出負(fù)載所需的工作狀態(tài)，負(fù)載狀態(tài)切換時(shí)反應(yīng)更迅速。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種準(zhǔn)諧振反激式控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明中谷底運(yùn)算邏輯電路和設(shè)定時(shí)間電路的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明一種準(zhǔn)諧振反激式控制器的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例；
圖4為本發(fā)明一種準(zhǔn)諧振反激式控制器的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0020]如圖1所示，一種準(zhǔn)諧振反激式控制器，應(yīng)用于反激電源系統(tǒng)，準(zhǔn)諧振反激式控制器包括:谷底檢測(cè)電路，其檢測(cè)反激電源系統(tǒng)中的諧振信號(hào)，檢測(cè)到諧振谷底時(shí)發(fā)出谷底信號(hào)；設(shè)定時(shí)間電路，其根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段，發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)；選定谷底運(yùn)算邏輯電路，其根據(jù)谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)和結(jié)束信號(hào)、以及谷底信號(hào)進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)，該第一控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的導(dǎo)通；峰值電流檢測(cè)電路，其根據(jù)控制器的電壓反饋端的電壓設(shè)定峰值電流，并將該峰值電流與控制器的電流反饋端的電流進(jìn)行比較，發(fā)出第二控制信號(hào)，該第二控制信號(hào)用于控制功率開關(guān)的關(guān)斷；功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其用于根據(jù)第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0021]所述功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括:功率開關(guān)邏輯控制電路，其根據(jù)第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷的邏輯信號(hào)；驅(qū)動(dòng)控制電路，其根據(jù)邏輯信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，并調(diào)整驅(qū)動(dòng)輸出能力。
[0022]如圖2所示，所述設(shè)定時(shí)間電路包括第一時(shí)間設(shè)定電路和第二時(shí)間設(shè)定電路；第一時(shí)間設(shè)定電路根據(jù)控制電壓反饋端的電壓設(shè)定第一時(shí)間段，第一時(shí)間段跟隨該電壓變化；第二時(shí)間設(shè)定電路用于設(shè)定第二時(shí)間段，第二時(shí)間段從第一時(shí)間段結(jié)束的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。
[0023]所述第一時(shí)間段用于控制反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段的下限，第一時(shí)間段結(jié)束時(shí)，第一時(shí)間設(shè)定電路發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的開始信號(hào)。
[0024]所述第二時(shí)間段用于控制反激電源系統(tǒng)的工作周期時(shí)間段的上限，第二時(shí)間段結(jié)束時(shí)，第二時(shí)間設(shè)定電路發(fā)出谷底鎖定時(shí)間段的結(jié)束信號(hào)。
[0025]所述第二時(shí)間段為固定時(shí)間段或非固定時(shí)間段，非固定時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)由控制器的引腳的電壓決定。
[0026]所述谷底運(yùn)算邏輯電路包括:谷底計(jì)數(shù)電路，其用于記錄反激電源系統(tǒng)當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量；選定谷底鎖存電路，其用于鎖存反激電源系統(tǒng)上一個(gè)工作周期所設(shè)定的諧振谷底數(shù)量；選定谷底比較電路，其用于比較當(dāng)前工作周期發(fā)生的諧振谷底數(shù)量和鎖存的諧振谷底數(shù)量是否一致，當(dāng)兩者數(shù)量一致時(shí)發(fā)出谷底比較結(jié)果；谷底運(yùn)算電路，其用于根據(jù)谷底比較結(jié)果、第一時(shí)間段和第二時(shí)間段計(jì)算功率開關(guān)導(dǎo)通的谷底時(shí)間，并發(fā)出信號(hào)在指定諧振谷底處進(jìn)行諧振谷底數(shù)量鎖存，并發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通。
[0027]所述谷底計(jì)數(shù)電路記錄的諧振谷底數(shù)量為N，選定谷底鎖存電路鎖存的諧振谷底數(shù)量為M，N和Μ均為正整數(shù)。
[0028]所述選定谷底鎖存電路鎖存的諧振谷底數(shù)量在反激電源系統(tǒng)初始狀態(tài)時(shí)為1。
[0029]當(dāng)谷底鎖定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到谷底比較結(jié)果發(fā)出時(shí)，則發(fā)出第一控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通，并保持上一工作周期鎖存的諧振谷底數(shù)量；當(dāng)谷底鎖定時(shí)間段內(nèi)未檢測(cè)到谷底信號(hào)發(fā)出時(shí)，則在谷底鎖定時(shí)間段結(jié)束時(shí)發(fā)出第一時(shí)間控制信號(hào)控制功率開關(guān)導(dǎo)通，并保持上一工作周期鎖存的諧振谷底數(shù)量。
[0030]當(dāng)谷底比較結(jié)果發(fā)出時(shí)，谷底鎖定時(shí)間段的開