变换器及其控制方法技术

本申请提供了一种反激变换器的控制方法，其中所述反激变换器的输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述方法包括：负载检测步骤，检测所述负载大小；以及工作模式控制步骤，根据所检测的负载大小控制所述反激变换器在连续工作模式、谷底导通模式和突发模式中的两种或两种以上模式之间进行切换。本申请还提供了一种变换器的控制方法，其中所述变换器的输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述方法包括：负载检测步骤，检测所述负载大小；以及工作模式控制步骤，根据所检测的负载大小控制所述变换器的工作模式为连续工作模式、谷底导通模式或突发模式中的任何一种。本申请还提供了相应于上述控制方法的反激变换器或变换器。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种变换器的控制方法，以及使用这种控制方法的变换器。
技术介绍
对于小功率电源产品，反激变换器(flyback converter)由于结构简单，得到了广泛的应用。现在的用电设备(如笔记本电脑等)普遍会有峰值负载(peak load)的要求，即要求当变换器的负载突然增大到满负载的若干倍的条件下，变换器的输出电压仍然要稳定在某一个值之上，比如仍然维持在输出电压的调整率范围之内，所以峰值负载对于电源变换器的设计提出了更高的要求。另外，高效率一直是开关电源领域追求的目标之一，开关管的开关损耗占开关电源系统总损耗的重要部分，尤其当负载比较轻或者输入电压比较高的时候，开关损耗在总损耗中占的比重会变得更大，影响了轻载时的效率。如何设计一种开关电源，同时满足峰值负载及较高轻载效率的要求成为业界追求的目标。
技术实现思路
本申请是考虑到至少一部分上述问题而做出的。本申请的一个目的是提供一种反激变换器的控制方法，其中所述反激变换器的输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述方法包括:负载检测步骤，检测所述负载大小；以及工作模式控制步骤，根据所检测的负载大小控制所述反激变换器在连续工作模式、谷底导通模式和突发模式中的两种或两种以上模式之间进行切换。本申请的另一个目的是提供一种反激变换器，其输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述反激变换器包括:变压器，配置为包括一次侧绕组和二次侧绕组；开关管，配置为连接在所述一次侧绕组和接地端之间；负载检测单元，配置为检测所述负载大小；以及工作模式控制单元，配置为根据所检测的负载大小控制所述反激变换器在连续工作模式、谷底导通模式和突发模式中的两种或两种以上模式之间进行切换。本申请的又另一个目的是提供一种变换器的控制方法，其中所述变换器的输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述方法包括:负载检测步骤，检测所述负载大小；以及工作模式控制步骤，根据所检测的负载大小控制所述变换器的工作模式为连续工作模式、谷底导通模式或突发模式中的任何一种。本申请的再另一个目的是提供一种变换器，其输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述变换器包括:负载检测单元，配置为检测所述负载大小；以及工作模式控制单元，配置为根据所检测的负载大小控制所述变换器的工作模式为连续工作模式、谷底导通模式或突发模式中的任何一种。本申请的反激变换器能够容易满足峰值负载的要求，同时可以提高轻载时候的效率。根据本申请的反激变换器控制方法，即在负载重的时候，使反激变换器工作在连续工作模式，而当负载降低到某一值或者输入电压升高到某一值的时候，进入谷底导通模式，乃至突发模式，从而能够有效地降低开关管的导通损耗，提高反激变换器的转换效率。【附图说明】本申请的上述和其他目的、特征以及其他优点将从如下结合附图的详细描述中变得更加清晰易懂，其中:图1A是示意性说明反激变换器典型拓扑示意图；图1B是示意性说明现有技术中反激变换器工作于DCM的电压电流波形示意图；图1C是示意性说明现有技术中反激式变换器工作于DCM的电压电流波形示意图；图2A是示意性说明本申请的反激变换器的一个实施例的框图示意图；图2B是示意性说明本申请的反激变换器工作于CCM的电压电流波形示意图；图2C是示意性说明本申请的反激变换器工作于CCM且在电流临界连续时候的电压电流波形示意图；图2D是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图；图2E是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图；图2F是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图；图2G是示意性说明本申请的反激变换器的另一个实施例的框图示意图；图2H是示意性说明本申请的反激变换器的又另一个实施例的框图示意图；图21是示意性说明图2H的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图；图2J是示意性说明本申请的反激变换器的再另一个实施例的框图示意图；图2K是示意性说明图2J的反激变换器中反馈电压与负载大小的关系示意图；图2L是示意性说明图2J的反激变换器中分压器的一个实施例的框图示意图；图2M是示意性说明图2J的反激变换器中反馈线路的一个实施例的框图示意图；图3A是示意性说明本申请的反激变换器控制方法的一个实施例的流程图示意图；以及图3B是示意性说明本申请的反激变换器控制方法的另一个实施例的流程图示意图。【具体实施方式】下面将结合图1A至图3B详细描述本申请，其中，相同的附图标记表示相同或相似的设备或信号，各元件的符号不但代表该元件自身，还可以表示该元件的容量的代数符号。图1A是反激变换器典型拓扑示意图。如图1A中所示，反激变换器包括变压器T、开关管S1、二极管Dl及接地端Gl，变压器包括一次侧绕组及二次侧绕组，开关管SI连接一次侧绕组的第二端及接地端Gl之间，反激变换器在一次侧绕组的第一端及接地端Gl之间接收直流输入电压源Vin，二极管Dl连接二次侧绕组的第一端及负载L之间，变压器输出的交流电经二极管Dl整流、电容C滤波后提供给任意负载L。图2A是示意性说明本申请的反激变换器的一个实施例的框图示意图。如图2A中所示，本申请的一个实施例的反激变换器输出端的负载L的大小可以在零和峰值之间任意变化。所述反激变换器还包括:负载检测单元10，配置为检测所述负载L的大小；以及工作模式控制单元20，配置为根据所检测的负载L的大小控制所述反激变换器的工作模式，其中所述工作模式控制单元20在所述负载L的大小不小于第一阈值时，即属于比较重的负载时，控制所述反激变换器切换到连续工作模式，即CCM(Continuous Conduct1n Mode);在所述负载L的大小小于第一阈值且大于第二阈值时，即属于轻负载时，控制所述反激变换器切换到谷底导通模式，其中所述第一阈值大于所述第二阈值；以及在所述负载L的大小不大于所述第二阈值时，即属于极轻负载时，控制所述反激变换器切换到突发模式(burstmode)。也就是说，本申请的工作模式控制单元20根据所检测的负载L的大小控制所述反激变换器的工作模式为连续工作模式、谷底导通模式或突发模式中的任何一种。如图2A中所示，所述负载检测单元10通过检测所述反激变换器的所述输出端施加到负载L上的输出电压或输出电流来检测所述负载L的大小。图2B是示意性说明本申请的反激变换器工作于CCM的电压电流波形示意图。图2C是示意性说明本申请的反激变换器工作于CCM且在电流临界连续时候的电压电流波形示意图。图2D是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图。图2E是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图。图2F是示意性说明本申请的反激变换器工作于谷底导通模式的电压电流波形示意图。图2B中示出了反激变换器工作在连续导通模式的时候的主要电压和电流波形，其中Vgs表示开关管SI的驱动电压波形，Vds表示开关管SI上所承受的工作电压波形，Ip表示流过一次侧开关管SI的电流波形，Is表示流过二次侧开关管，例如二极管Dl的电流波形(下同)。当工作在连续导通模式的时候，当开关管SI导通的时候，也就是Vgs的波形从O变到高电平的时候，开关管Si上面的电压Vds从最大值瞬间变到O。开关管SI导通过程中的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反激变换器的控制方法，其中所述反激变换器的输出端的负载大小在零和峰值之间变化，所述方法包括：负载检测步骤，检测所述负载大小；以及工作模式控制步骤，根据所检测的负载大小控制所述反激变换器在连续工作模式、谷底导通模式和突发模式中的两种或两种以上模式之间进行切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏冬，焦德智，许道飞，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31