一种改善负载动态响应的控制方法、控制电路以及开关电源技术

本发明专利技术公开了一种改善负载动态响应的控制方法、控制电路及开关电源，通过电压反馈电路的设计，在一个工作周期内，在动态负载时输出电压跌落的最大数值与该周期内采样的输出电压值有关，也即是电压参考信号设置为与输出电压成一定比例关系，在下一个工作周期到来之前的时间段内将检测的输出电压与电压参考信号比较以确定副边输出电压的变化情况，从而可以大大加快系统响应的速度，维持输出电压的稳定，因此能更好的改善系统的动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改善负载动态响应的控制方法、控制电路以及开关电源
本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种改善负载动态响应的控制方法、控制电路以及开关电源。
技术介绍
原边控制的开关电源例如反激式变换器具有电路简洁、安全性好和稳定性好的特点，因此，采用原边反馈控制的反激式变换器在电源领域如LED驱动电源、充电器以及适配器领域得到广泛应用。现有技术中原边控制系统中对副边输出电压的检测是通过对变压器的副边绕组电压的检测来间接实现的，由于电路的延时，原边控制器并没有对输出电压进行实时检测，而只是在每个开关周期来采样辅助绕组的电压以获得对输出电压的检测，如图1所示为现有技术的一种原边反馈控制方式的电路图，在图1所示的原边控制系统中，当输出负载从轻载或空载到重载或满载进行切换时，输出电压会有一定的跌落，原边控制系统的特点决定了原边控制器不会及时得到输出电压的变化信息，而是在下一个开关周期到来时对变压器辅助绕组的电压进行采样才会得知负载变化信息。这样，对于轻载运行于较低工作频率的系统来说，其开关周期很长，在下一个开关周期到来之前输出电压是不可调节的，因此会导致在负载切换时会出现输出电压跌落很多的现象，从而导致系统的动态性能很差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种应用于原边控制系统中的改善负载动态响应的控制方法、控制电路以及开关电源。其通过将参考电压信号设置为与输出电压成比例关系的电压值，快速响应负载的动态变化，使输出电压迅速恢复到期望的电压值。第一方面，本专利技术的一种改善负载动态响应的控制方法，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，包括以下步骤：步骤一：在每一开关周期开始后的任意时间内，对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一个与采样保持时刻对应的输出电压信号成比例关系的参考电压信号；在采样保持至下一个开关周期到来之前的时间段内，将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一唤醒信号，所述唤醒信号用以控制所述副边绕组的电压，以使得所述副边绕组的电压信号表征输出电压信号的变化信息；步骤二：检测所述原边绕组或所述副边绕组的电压信息，以获得一电压检测信号；步骤三：接收所述电压检测信号，并据此控制所述功率开关管的开关动作，以使得所述输出电压信号维持在期望的电压值。进一步的，还包括：对采样保持后的输出电压信号通过分压处理以获得与所述输出电压信号成比例关系的参考电压信号。优选的，所述唤醒信号为一个或一组具有预定脉冲宽度的脉冲信号。优选的，当所述整流管为二极管时，利用一开关管与所述二极管并联，所述唤醒信号控制所述开关管的开关状态，从而控制所述副边绕组的电压。优选的，当所述整流管为晶体管时，所述唤醒信号控制所述晶体管的开关状态，从而控制所述副边绕组的电压。进一步的，还包括：接收所述电压检测信号，根据所述电压检测信号生成一具有预定有效宽度的消隐信号，在所述消隐信号为有效状态时，停止所述电压检测信号的检测。第二方面，依据本专利技术的一种改善负载动态响应的控制电路，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，所述控制电路包括电压反馈电路、电压检测电路和原边控制器，在每一开关周期开始后的任意时间内，所述电压反馈电路对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一个与采样保持时刻对应的所述输出电压信号成比例关系的参考电压信号；在采样保持至下一个开关周期到来前的时间段内，所述电压反馈电路将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一唤醒信号，所述唤醒信号用以控制所述副边绕组的电压，以使得所述副边绕组的电压信号表征输出电压信号的变化信息；所述电压检测电路用以检测所述原边绕组或所述副边绕组的电压信息，以获得一电压检测信号；所述原边控制器接收所述电压检测信号，并据此控制所述功率开关管的开关动作，以使得所述输出电压信号维持在期望的电压值。进一步的，所述电压反馈电路包括采样保持电路、第一分压电阻网络、比较电路以及控制电路，所述采样保持电路接收所述隔离式变换器的输出电压信号和所述整流管的一端电压信号，当整流管的一端电压信号表征整流管开始导通时，所述采样保持电路对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一采样保持信号；所述第一分压电阻网络接收所述采样保持信号进行分压处理以获得所述参考电压信号；所述比较电路接收所述参考电压信号和所述输出电压信号，在下一个开关周期到来之前的时间段内，所述比较电路将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一比较信号；所述控制电路接收所述比较信号，产生所述唤醒信号。优选的，所述唤醒信号为一个或一组具有预定脉冲宽度的脉冲信号。进一步的，所述电压检测电路包括辅助绕组和第二分压电阻网络，所述辅助绕组与所述原边绕组或副边绕组相耦合以获得一第一电压信号；所述第二分压电阻网络接收所述第一电压信号经分压处理后获得所述电压检测信号。进一步的，所述原边控制器包括脉冲检测解码电路和驱动电路，所述脉冲检测解码电路接收所述电压检测信号，经检测解码后确定副边输出电压小于与期望的电压值时，则产生脉冲驱动信号给所述驱动电路；所述驱动电路接收所述脉冲驱动信号产生开关信号以控制所述功率开关管导通。进一步的，所述原边控制器还包括消隐电路，所述消隐电路接收所述电压检测信号，根据所述电压检测信号生成一具有预定有效宽度的消隐信号；在所述消隐信号为有效状态时，所述脉冲检测解码电路停止对所述电压检测信号的检测。第三方面，依据本专利技术的一种开关电源，包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，还包括上述的改善负载动态响应的控制电路。根据上述的改善负载动态响应的控制电路和控制方法，在一个工作周期内，通过电压反馈电路将电压参考信号设置为与输出电压成一定比例关系，然后在下一个工作周期到来之前的时间段内将检测的输出电压与电压参考信号比较以确定副边输出电压的变化情况，从而及时调整输出电压的大小，使输出电压维持在期望的电压值。本专利技术的控制方案动态响应速度快，效果好。附图说明图1所示为现有技术的一种原边反馈控制方式的电路图；图2所示为依据本专利技术的一种改善负载动态响应的控制电路一实施例的电路图；图3所示为图2所示的电路图的工作波形图；图4所示为依据本专利技术的一种改善负载动态响应的控制电路另一实施例的电路图；图5所示为依据本专利技术的一种改善负载动态响应的控制方法的流程图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。参考图2，所示为依据本专利技术的一种改善负载动态响应的控制电路一实施例的电路图；所述控制电路应用于隔离式变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善负载动态响应的控制方法，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在每一开关周期开始后的任意时间内，对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一个与采样保持时刻对应的输出电压信号成比例关系的参考电压信号；在采样保持至下一个开关周期到来之前的时间段内，将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一唤醒信号，所述唤醒信号用以控制所述副边绕组的电压，以使得所述副边绕组的电压信号表征输出电压信号的变化信息；步骤二：检测所述原边绕组或所述副边绕组的电压信息，以获得一电压检测信号；步骤三：接收所述电压检测信号，并据此控制所述功率开关管的开关动作，以使得所述输出电压信号维持在期望的电压值。

【技术特征摘要】
1.一种改善负载动态响应的控制方法，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在每一开关周期开始后的任意时间内，对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一个与采样保持时刻对应的输出电压信号成比例关系的参考电压信号；在采样保持至下一个开关周期到来之前的时间段内，将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一唤醒信号，所述唤醒信号用以控制所述副边绕组的电压，以使得所述副边绕组的电压信号表征输出电压信号的变化信息；步骤二：检测所述原边绕组或所述副边绕组的电压信息，以获得一电压检测信号；步骤三：接收所述电压检测信号，并据此控制所述功率开关管的开关动作，以使得所述输出电压信号维持在期望的电压值。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤一进一步包括：对采样保持后的输出电压信号通过分压处理以获得与所述输出电压信号成比例关系的参考电压信号。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述唤醒信号为一个或一组具有预定脉冲宽度的脉冲信号。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当所述整流管为二极管时，利用一开关管与所述二极管并联，所述唤醒信号控制所述开关管的开关状态，从而控制所述副边绕组的电压。5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当所述整流管为晶体管时，所述唤醒信号控制所述晶体管的开关状态，从而控制所述副边绕组的电压。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤三进一步包括：接收所述电压检测信号，根据所述电压检测信号生成一具有预定有效宽度的消隐信号，在所述消隐信号为有效状态时，停止所述电压检测信号的检测。7.一种改善负载动态响应的控制电路，应用于隔离式变换器中，所述隔离式变换器包括有由原边绕组和副边绕组构成的变压器、与原边绕组连接的功率开关管以及与副边绕组连接的整流管，其特征在于，所述控制电路包括电压反馈电路、电压检测电路和原边控制器，在每一开关周期开始后的任意时间内，所述电压反馈电路对所述隔离式变换器的输出电压信号进行采样保持，以获得一个与采样保持时刻对应的所述输出电压信号成比例关系的参考电压信号；在采样保持至下一个开关周期到来前的时间段内，所述电压反馈电路将所述输出电压信号与所述参考电压信号进行比较，当所述输出电压信号小于所述参考电压信号时，产生一唤醒信号，所述唤醒信号用以控制所述副边绕组的电压，以使得所述副边绕组的电压信号表征输出电压信号的变化信息；所述电压检测电路用以检测所述原边绕组或所述副边绕组的电压信息，以获得一电压检测信号；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少斌，白永江，胡志亮，黄秋凯，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33