一种功率开关管的开关频率调制方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种功率开关管的开关频率调制方法及其装置，接收并根据准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，两个控制信号的时间特征差值为固定值；检测AC‑DC控制芯片的采样引脚处的谐振信号，并在谐振信号接近谷底时输出脉冲信号；分别根据两个时间控制信号的时间特征驱动信号的时间特征的相对大小调整寄存器内锁存的谷底序数以及功率开关管的触发信号对应的谷底序数；当不满足调整条件时，保持功率开关管的触发信号对应的谷底序数不变。本发明专利技术在由于负载大幅增加或大幅减小导致功率开关管的开关频率大幅减小或大幅度增加时，能够仅进行一次谷底序数跳变，从而尽可能避免功率开关管的触发信号在谷底间振荡的情况出现。

【技术实现步骤摘要】
一种功率开关管的开关频率调制方法及其装置
本专利技术涉及开关电源转换控制
，特别是涉及一种功率开关管的开关频率调制方法及其装置。
技术介绍
电源转换器广泛应用于便携式消费电子产品中，电源转换器分为线性式和开关式转换器，其中，反激式变换器在开关式电源转换器中应用广泛。参见图1所示，图1为一种反激式变换器结构示意图，反激式变换器包括滤波网络100，全桥整流模块110，变压器T111，辅助绕组T112，功率开关管M102，原边限流电阻R103，CS引脚限流电阻R115，启动电阻R104，AC-DC控制芯片180，幅值绕组分压电阻R121和R122，VCC整流二极管D143，VCC滤波电容C102，二次侧整流滤波二极管D142，滤波电容C102，输出电压分压电阻R132和R131，补偿网络Comp.Network，光耦PC133和PC134，光耦限流电阻R133，副边基准和调节器T141。在对效率、热要求高和高频噪声敏感的应用场合多采用准谐振反激式变换器，该种反激式变换器利用准谐振控制模式来控制功率开关管的开关频率，功率管开关在谐振信号的谷底处触发导通，开关损耗小，其中，这里的谐振信号指的是AC-DC控制芯片180的采样引脚DEM处的谐振信号(该谐振信号近似等于AC-DC控制芯片180与功率开关管的栅极相连的DRV引脚处的信号)。其中，开关频率等于主边导通时间Tonp、关断时间Tons以及断续时间Toff之和的倒数。由于当反激式变换器连接的外部负载减小时，导通时间Tonp和关断时间Tons减小，开关频率增加，导致功率开关管的损耗增大。为解决上述问题，目前采用调整Toff时间的方法，以此来降低开关频率，进而降低开关损耗。由于Toff时间的大小与功率开关管的触发信号对应的谷底序数(即在第几个谷底处触发导通)有关，谷底序数越高，Toff时间越小，开关频率越低。故目前通过生成与开关频率成反比的时间控制信号来控制功率开关管的触发信号对应的谷底序数；在满载的条件下，功率开关管的触发信号对应第一个谷底，随着负载的降低，开关频率不断升高，时间控制信号的时间特征升高，当负载降低到一定值时，若时间控制信号的时间特征与当前DRV信号(驱动信号，用于控制功率开关管的触发信号对应的谷底序数)的时间特征的差值达到第一预定值，功率开关管的触发信号跳变至对应第二个谷底。但是，目前的方法中，当功率开关管的触发信号跳变后，开关频率会下降，时间控制信号的时间特征下降，此时当前DRV信号的时间特征与时间控制信号的时间特征的差值很容易就会达到第二预定值，进而导致功率开关管进一步跳变，即会在一定负载范围内，引起功率开关管的触发信号在两个谷底之间来回切换振荡，导致准谐振反激式变换器的工作频率振荡，引入音频噪声。因此，如何提供一种能够避免功率开关管的触发信号在谷底间振荡的功率开关管的开关频率调制方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功率开关管的开关频率调制方法及其装置，在由于负载大幅增加或大幅减小导致功率开关管的开关频率大幅减小或大幅度增加时，能够仅进行一次谷底序数跳变，从而尽可能避免功率开关管的触发信号在谷底间振荡的情况出现。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种功率开关管的开关频率调制方法，用于准谐振反激式变换器中的AC-DC控制芯片，包括：接收并根据所述准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，其中，所述第一时间控制信号以及所述第二时间控制信号的时间特征均与所述功率开关管的开关频率成正比，所述第一时间控制信号的时间特征大于所述第二时间控制信号的时间特征，且两个控制信号的时间特征差值为固定值；检测所述AC-DC控制芯片的采样引脚处的谐振信号，并在所述谐振信号接近谷底时输出脉冲信号；接收当前反馈的用于控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数的驱动信号；判断所述第一时间控制信号的时间特征与所述驱动信号的时间特征的差值是否达到第一预设阈值，若是，将所述第一时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第一谷底序数，将寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第一谷底序数，并输出第一控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第一谷底序数；判断所述驱动信号的时间特征与所述第二时间控制信号的时间特征的差值是否达到第二预设阈值，若是，将所述第二时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第二谷底序数，将所述寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第二谷底序数，并输出第二控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第二谷底序数；当所述第一差值与所述第二差值均未超出对应预设阈值时，输出对应于当前所述寄存器内锁存的谷底序数的保持控制信号，控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数不变。优选地，所述时间特征具体为上升沿出现时间或下降沿出现时间。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种功率开关管的开关频率调制装置，用于准谐振反激式变换器中的AC-DC控制芯片，包括：时间控制信号生成模块，用于接收并根据所述准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，其中，所述第一时间控制信号以及所述第二时间控制信号的时间特征均与所述功率开关管的开关频率成正比，所述第一时间控制信号的时间特征大于所述第二时间控制信号的时间特征，且两个控制信号的时间特征差值为固定值；谷底检测模块，用于检测所述AC-DC控制芯片的采样引脚处的谐振信号，并在所述谐振信号接近谷底时输出脉冲信号至第一逻辑电路以及第二逻辑电路；所述第一逻辑电路，用于接收当前反馈的用于控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数的驱动信号；判断所述第一时间控制信号的时间特征与所述驱动信号的时间特征的差值是否达到第一预设阈值，若是，将所述第一时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第一谷底序数，发送第一重置信号至谷底控制模块，以及输出第一控制信号至通路选择模块；所述第二逻辑电路，用于接收当前反馈的所述驱动信号，判断所述驱动信号的时间特征与所述第二时间控制信号的时间特征的差值是否达到第二预设阈值，若是，将所述第二时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第二谷底序数，发送第二重置信号至所述谷底控制模块，以及输出第二控制信号至所述通路选择模块；所述谷底控制模块，用于接收所述第一重置信号后，将自身寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第一谷底序数；接收所述第二重置信号后，将所述寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第二谷底序数；输出对应于当前所述寄存器内锁存的谷底序数的保持控制信号至所述通路选择模块；所述通路选择模块，用于接收所述第一控制信号后，控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第一谷底序数；接收所述第二控制信号后，控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第二谷底序数；当未接收到所述第一控制信号及所述第二控制信号时，按照所述保持控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数不变。优选地，所述时间控制信号生成模块具体为消隐时间产生器和输出功率迟滞产生器的组合。优选地，所述谷底控制模块为谷底计数器和目标谷底序数寄存器的组合。优选地，还包括：缓存器，所述缓存器的输入端与所述通路选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率开关管的开关频率调制方法，用于准谐振反激式变换器中的AC‑DC控制芯片，其特征在于，包括：接收并根据所述准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，其中，所述第一时间控制信号以及所述第二时间控制信号的时间特征均与所述功率开关管的开关频率成正比，所述第一时间控制信号的时间特征大于所述第二时间控制信号的时间特征，且两个控制信号的时间特征差值为固定值；检测所述AC‑DC控制芯片的采样引脚处的谐振信号，并在所述谐振信号接近谷底时输出脉冲信号；接收当前反馈的用于控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数的驱动信号；判断所述第一时间控制信号的时间特征与所述驱动信号的时间特征的差值是否达到第一预设阈值，若是，将所述第一时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第一谷底序数，将寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第一谷底序数，并输出第一控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第一谷底序数；判断所述驱动信号的时间特征与所述第二时间控制信号的时间特征的差值是否达到第二预设阈值，若是，将所述第二时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第二谷底序数，将所述寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第二谷底序数，并输出第二控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第二谷底序数；当所述第一差值与所述第二差值均未超出对应预设阈值时，输出对应于当前所述寄存器内锁存的谷底序数的保持控制信号，控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数不变。...

【技术特征摘要】
1.一种功率开关管的开关频率调制方法，用于准谐振反激式变换器中的AC-DC控制芯片，其特征在于，包括：接收并根据所述准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，其中，所述第一时间控制信号以及所述第二时间控制信号的时间特征均与所述功率开关管的开关频率成正比，所述第一时间控制信号的时间特征大于所述第二时间控制信号的时间特征，且两个控制信号的时间特征差值为固定值；检测所述AC-DC控制芯片的采样引脚处的谐振信号，并在所述谐振信号接近谷底时输出脉冲信号；接收当前反馈的用于控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数的驱动信号；判断所述第一时间控制信号的时间特征与所述驱动信号的时间特征的差值是否达到第一预设阈值，若是，将所述第一时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第一谷底序数，将寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第一谷底序数，并输出第一控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第一谷底序数；判断所述驱动信号的时间特征与所述第二时间控制信号的时间特征的差值是否达到第二预设阈值，若是，将所述第二时间控制信号的时间特征之后出现的第一个谷底的序数值作为第二谷底序数，将所述寄存器内锁存的谷底序数变更为所述第二谷底序数，并输出第二控制信号控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数为所述第二谷底序数；当所述第一差值与所述第二差值均未超出对应预设阈值时，输出对应于当前所述寄存器内锁存的谷底序数的保持控制信号，控制所述功率开关管的触发信号对应的谷底序数不变。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间特征具体为上升沿出现时间或下降沿出现时间。3.一种功率开关管的开关频率调制装置，用于准谐振反激式变换器中的AC-DC控制芯片，其特征在于，包括：时间控制信号生成模块，用于接收并根据所述准谐振反激式变换器中的反馈信号生成第一时间控制信号以及第二时间控制信号，其中，所述第一时间控制信号以及所述第二时间控制信号的时间特征均与所述功率开关管的开关频率成正比，所述第一时间控制信号的时间特征大于所述第二时间控制信号的时间特征，且两个控制信号的时间特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵安东，应征，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，上海新进芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31