具初级侧回授控制的返驰式电压转换器及其电压控制方法技术

本发明专利技术是有关于一种电压控制方法，应用于具初级侧回授控制的返驰式电压转换器，该电压控制方法是先撷取返驰式电压转换器中变压电路的初级侧绕组的电流，再将该电流进行积分以得到平均电压，接着比较该平均电压以及与变压电路的次级侧绕组电流有关的映射电压，并根据比较结果调节返驰式电压转换器中切换开关的工作周期，如此将可使返驰式电压转换器在非连续导通模式、连续导通模式或边界导通模式下皆可有效补偿输出电流的变化，大幅提升输出电压稳压率。

【技术实现步骤摘要】
具初级侧回授控制的返驰式电压转换器及其电压控制方法
本专利技术涉及一种电压转换器，特别是指一种可应用于连续导通模式、非连续导通模式或边界导通模式的具初级侧回授控制的返驰式电压转换器及其电压控制方法。
技术介绍
返驰式(Flyback)电压转换器是目前广泛应用于各种电子设备的电源电路，如图1所示，此类电压转换器900使用次级侧回授控制架构，其电路元件多，导致整体电路体积庞大且增加电路设计复杂度。此外，该返驰式电压转换器900中的低成本光耦合器910的电流转换比(CurrentTransferRatio，CTR)容易随温度与时间的改变会有剧烈的衰减，造成电路信赖度下降。因此，目前有些的返驰式电压转换器会采用初级侧调节(PrimarySideRegulation，PSR)技术，以简化电路且降低成本。然而，现有的PSR控制是将返驰式电压转换器操作在非连续导通模式(DiscontinuousConductionMode，DCM)，侦测初级侧线圈的电压波形达到输出电压稳定的效果，但此控制方式仅适用在低功率(15瓦以下)的应用，换句话说，当输出负载电流较大时，其输出电压会有较大的变化，造成电压稳压率不佳，并无法满足大功率电压转换器的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不但可以操作在非连续导通模式(DiscontinuousConductionMode，DCM)，亦可以操作在连续导通模式(ContinuousConductionMode，CCM)或边界导通模式(BoundaryConductionMode，BCM)，且有效提升输出电压稳压率的电压控制方法。本专利技术电压控制方法，应用于具初级侧回授控制的返驰式电压转换器，该返驰式电压转换器的一变压电路具有一初级侧绕组和一次级侧绕组，该初级侧绕组包括一第一初级侧绕组和一第二初级侧绕组，该电压控制方法包含以下步骤：(A)撷取返驰式电压转换器中该第一初级侧绕组的电流；(B)将该电流进行积分以得到平均电压；(C)比较该平均电压以及与该变压电路的该次级侧绕组电流有关的反射电压；及(D)根据比较结果调节返驰式电压转换器中切换开关的工作周期，以调节该返驰式电压转换器的输出电压。借由步骤(D)调节该返驰式电压转换器中切换开关的工作周期，进而达到补偿该返驰式电压转换器的输出电流变化，以提升具初级侧回授控制的返驰式电压转换器次级侧输出电压稳压率的功效。其中上述步骤(C)将该平均电压与该反射电压相减以求得差值电压，该步骤(D)则是根据该差值电压调节该返驰式电压转换器中该切换开关的工作周期。其中上述反射电压由该变压电路的次级侧绕组电流等比例反射至该变压电路的该第二初级侧绕组的电流并通过电阻转换产生。其中上述平均电压为负值，且该步骤(C)是将该平均电压与该反射电压相加以求得差值电压，该步骤(D)则是根据该差值电压调节该返驰式电压转换器中该切换开关的工作周期。此外，本专利技术的另一目的，即在提供一种可以执行上述电压控制方法的具初级侧回授控制的返驰式电压转换器。本专利技术具初级侧回授控制的返驰式电压转换器，包含返驰式电压转换电路及回授控制电路。返驰式电压转换电路包括变压电路、第一二极管、输出电容、切换开关及输出电压取样电路。变压电路包括第一初级侧绕组、第二初级侧绕组及次级侧绕组，且第一初级侧绕组的一端接收输入信号。第一二极管具有电连接次级侧绕组的阳极及阴极。输出电容的一端电连接第一二极管的阴极，且另一端接地，输出电容用以产生输出电压。切换开关具有电连接第一初级侧绕组的另一端的第一端、受控的控制端及第二端。输出电压取样电路电连接第二初级侧绕组，用以接收由次级侧绕组反射至第二初级侧绕组的反射电流，并将该反射电流转换成反射电压。回授控制电路电连接返驰式电压转换电路，回授控制电路撷取流经第一初级侧绕组的电流，并将电流积分以得到平均电压，回授控制电路再比较平均电压及反射电压，以提供脉宽调制模块根据比较结果控制该切换开关的工作周期，如此将可有效补偿该返驰式电压转换电路的输出电流的变化，大幅提升输出电压稳压率。回授控制电路包括电流取样电路、积分电路及差值计算电路。电流取样电路电连接切换开关的第二端，用以接收流经第一初级侧绕组的电流。积分电路电连接电流取样电路，该积分电路将电流取样电路所接收的电流积分，以产生平均电压。差值计算电路电连接积分电路及输出电压取样电路，用以计算平均电压及反射电压的差值所得的差值电压，以提供脉宽调制模块根据该差值电压控制切换开关的工作周期。其中上述电流取样电路为取样电阻，其一端电连接该切换开关的第二端，另一端则接地。进一步来说，输出电压取样电路包括第二二极管、辅助电容、第一电阻及第二电阻。第二二极管具有电连接第二初级侧绕组的一端的阳极及阴极。辅助电容的一端电连接第二二极管的阴极，另一端则接地。第一电阻的一端电连接第二二极管的阴极，第二电阻的一端电连接第一电阻的另一端，且第二电阻的另一端接地，第二电阻将反射电流转换成反射电压。积分电路包括第一运算放大器、辅助电阻及积分电容。第一运算放大器具有电连接电流取样电路的非反相端、反相端及电连接反相端的输出端。辅助电阻的一端电连接第一运算放大器的输出端，另一端电连接积分电容的一端，且积分电容的另一端接地。差值计算电路包括第二运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻。第二运算放大器具有非反相端、反相端及输出端。第三电阻的一端电连接积分电容，另一端电连接第二运算放大器的反相端。第四电阻的一端电连接第二运算放大器的反相端，另一端则电连接第二运算放大器的输出端。第五电阻的一端电连接输出电压取样电路中第一电阻与第二电阻的连接处并接收反射电压，另一端则电连接第二运算放大器的非反相端。第六电阻的一端电连接第二运算放大器的非反相端，另一端则接地。其中，第五电阻与第三电阻的电阻值相同，第六电阻与第四电阻的电阻值相同。其中上述平均电压及该反射电压的差值与该差值电压之间的比例常数由该第三电阻与该第四电阻来决定。另外，本专利技术回授控制电路也可以是包括比流器、转换电阻、储能电容、第七电阻及第八电阻。比流器用以感应第一初级侧绕组的电流并对应产生感应电流。转换电阻的一端电连接该比流器，储能电容的一端电连接转换电阻的另一端，储能电容的另一端则接地。第七电阻的一端电连接转换电阻与储能电容的连接处，且第八电阻的一端电连接第七电阻的另一端，而第八电阻的另一端电连接输出电压取样电路并接收该反射电压。进一步说明，比流器包括感应电路、比流电阻及比流二极管。感应电路用以感应第一初级侧绕组电流并产生该感应电流。比流电阻的一端电连接感应电路的一端，另一端则接地。比流二极管具有电连接感应电路的另一端的阳极及一接地的阴极。其中上述返驰式电压转换电路还包括偏压电阻，该偏压电阻的一端电连接该切换开关的第二端，且另一端接地。其中上述次级侧绕组的电流反射至该第二初级侧绕组的比例与该次级侧绕组与该第二初级侧绕组之间的匝数比有关。借由感应电路感应第一初级侧绕组电流而产生感应电流，并使感应电流流经比流电阻而得到负电压，再对该负电压做积分得到负的平均电压。接着，借由第七电阻及第八电阻的设计及简单的重叠定理，将第二初级侧绕组的反射电压与比流器产生的负平均电压相加，以求得差值电压，使得脉宽调制模块可根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.10.30 TW 1011400991.一种电压控制方法，应用于具初级侧回授控制的返驰式电压转换器，其特征在于：该返驰式电压转换器包含返驰式电压转换电路及回授控制电路，该返驰式电压转换电路包括变压电路、第一二极管、输出电容、切换开关及输出电压取样电路，该变压电路包括第一初级侧绕组、第二初级侧绕组及一次级侧绕组，该第一二极管具有电连接该次级侧绕组的阳极及阴极，该输出电容一端电连接该第一二极管的阴极，另一端则接地，该输出电容用以产生输出电压，该切换开关具有电连接该第一初级侧绕组另一端的第一端、受控的控制端及第二端，该输出电压取样电路电连接该第二初级侧绕组，该回授控制电路电连接该返驰式电压转换电路，该回授控制电路包括比流器、转换电阻、储能电容、第七电阻及第八电阻，该转换电阻一端电连接该比流器，该储能电容一端电连接该转换电阻的另一端，该储能电容的另一端则接地，该第七电阻一端电连接该转换电阻与该储能电容的连接处，该第八电阻一端电连接该第七电阻的另一端，该第八电阻的另一端电连接该输出电压取样电路；该电压控制方法包含以下步骤：(A)该第一初级侧绕组的一端接收输入信号；(B)该输出电压取样电路接收由该次级侧绕组等比例反射至该第二初级侧绕组的反射电流，并将该反射电流转换成反射电压；(C)该第八电阻接收该反射电压；(D)该回授控制电路的该比流器感应该第一初级侧绕组的电流并对应产生感应电流；(E)该回授控制电路将该感应电流进行积分以得到平均电压；(F)该回授控制电路再比较该平均电压及该反射电压；及(G)脉宽调制模块根据电压比较结果控制该切换开关的工作周期，以调节该返驰式电压转换器的该输出电压。2.如权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于：该平均电压为负值，且该步骤(F)是将该平均电压与该反射电压相加以求得差值电压，该步骤(G)则是根据该差值电压调节该返驰式电压转换器中该切换开关的工作周期。3.如权利要求2所述的电压控制方法，其特征在于：该反射电压由该变压电路的次级侧绕组电流等比例反射至该变压电路的该第二初级侧绕组的电流幷通过电阻转换产生。4.一种具初级侧回授控制的返驰式电压转换器；其特征在于：该返驰式电压转换器包含：返驰式电压转换电路，包括：变压电路，包括第一初级侧绕组、第二初级侧绕组及一次级侧绕组，该第一初级侧绕组的一端接收输入信号，第一二极管，具有电连接该次级侧绕组的阳极及阴极，输出电容，其一端电连接该第一二极管的阴极，另一端则接地，该输出电容用以产生输出电压，切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建宇，赖威列，刘亚哲，罗有纲，邱煌仁，林政廷，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：