【技术实现步骤摘要】
一种提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法
本专利技术涉及隔离式开关电源变换器，尤其涉及一种提高同步整流原边反馈反激式电源重载切轻载动态性能的方法，适用于大功率工作时的同步整流反激电源。
技术介绍
开关电源通常作为各类用电设备的电源，起到将未调整的交流或直流输入电压变换为调整后的交流或直流输出电压。由于开关电源需要适应于不同的工作条件，对电源的动态响应的性能要求越来越高。好的动态效果要求有小的电压变化以及电压恢复时间。原边反馈(PSR)反激变换器因为其结构简单、成本低、控制灵活等优点被广泛应用在开关电源领域。PSR反激变换器动态响应性能和实际需求之间存在严重的不平衡，尤其是在大负载切换的情况下，输出电压会出现大幅度波动。为了提高动态响应性能，PSR反激变换器的研究者们提出了很多创新的方法。有人提出了数字多模式控制算法，不同负载范围采用不同的工作模式，PWM与PFM相结合。当负载在小范围内切换时，能够实现较快、平滑切换。但是该算法各个控制模式之间只能按顺序切换，负载大范围切换时响应时间长、响应速度慢、过冲电压大。为了能够提高全负载范围内的动态响应性能，Chon...
【技术保护点】
1.一种提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法，其特征在于：在原边反馈主拓扑结构下，副边采用同步整流的结构，基于数字多模式控制，设置采样模块、多模式判断模块、数字PID模块、高动态控制模块、负载点判断模块和PWM驱动模块构成的控制系统与被控的开关电源构成闭环；1)采样模块对原边辅助绕组上的电阻分压Vsense进行采样，得到当前的输出电压值Vo_sample和输出电压与其额定值VO_REF的误差信号err＝VO_REF－Vo_sample；2)多模式判断模块接收由采样模块采集到的输出电压值Vo_sample，输出模式判断信号mode_dynamic给高动态控制模块和负载...
【技术特征摘要】
1.一种提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法，其特征在于：在原边反馈主拓扑结构下，副边采用同步整流的结构，基于数字多模式控制，设置采样模块、多模式判断模块、数字PID模块、高动态控制模块、负载点判断模块和PWM驱动模块构成的控制系统与被控的开关电源构成闭环；1)采样模块对原边辅助绕组上的电阻分压Vsense进行采样，得到当前的输出电压值Vo_sample和输出电压与其额定值VO_REF的误差信号err＝VO_REF－Vo_sample；2)多模式判断模块接收由采样模块采集到的输出电压值Vo_sample，输出模式判断信号mode_dynamic给高动态控制模块和负载点判断模块，判断系统进入动态工作模式或稳态工作模式中的哪一种；若输出电压值Vo_sample≥设定的输出电压上限值Vomax，多模式判断模块输出的模式判断信号mode_dynamic＝1，说明系统发生了较大范围的负载切换，系统处于由重载切到轻载的状态，系统进入动态工作模式，即HTL模式，动态工作模式下，数字PID模块不工作；否则，多模式判断模块输出的模式判断信号mode_dynamic＝0，系统进入稳态工作模式，稳态工作模式下，高动态控制模块和负载点判断模块均不工作；3)在动态工作模式下，高动态控制模块输出占空比信号Duty_SR_dynamic给PWM驱动模块，通过PWM驱动模块关断原边主开关管，并采用固定周期Ts_HTL、固定占空比DHTL的方式控制副边同步整流管的开关，在同步整流管开启的时间内，抽取输出端负载电容的能量至原边，使负载电容存储的能量迅速下降，从而使输出电压以固定的斜率迅速下降，采样模块一直对输出电压进行采样，当输出电压采样值Vo_sample下降至其额定值VO_REF时，系统从动态工作模式跳转至稳态工作模式；4)负载点判断模块在动态工作模式下接收采样模块输出的输出电压值Vo_sample，通过对开关周期的计数得到输出电压的下降时间Δt，而输出电压变化量ΔVo_sample固定，则得到输出电压的斜率Kdown，输出电压的下降的斜率Kdown保持不变，而不同负载点下斜率Kdown不同，根据该斜率Kdown对应出此时的负载大小，判断出当下的负载点，进而根据当下的负载大小判断出动态过程结束时系统应处于的DPFM稳态工作模式及工作周期Ts_judge、原边峰值电流Ipeak，给出跳出状态判断信号state_judge和此时的开关周期Ts_judge，并将开关周期Ts_judge输入到PWM驱动模块，将状态判断信号state_judge输入到多模式判断模块，此后系统便进入稳态工作模式，采用传统的数字PID控制；5)稳态工作模式下，数字PID补偿模块根据采样模块输出的误差信号err和多模式判断模块输出的状态信号state，采用PID补偿算法，计算出控制电压补偿量VPI，多模式判断模块根据控制电压补偿量VPI的大小进行稳态多模式的切换，输出包括CCM、PWM、PFM、DPWM、DPFM中的一种稳态的state值，PWM驱动模块在稳态时，采用峰值电流控制，在不同的状态信号state下，根据控制电压补偿量VPI计算原边主开关管的周期，根据当前的输出电压采样值Vo_sample计算副边同步整流管的占空比，副边同步整流管的周期与主开关管一致；6)PWM模块输出的占空比信号通过驱动模块得到调控开关电源主开关管以及副边同步整流管的PWM波形，实现恒压输出。2.根据权利要求1所述的提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法，其特征在于：4)中所述输出电压的下降斜率Kdown，是通过开关周期的计数得到输出电压下降的变化ΔVo_sample所消耗的时间Δt，计算输出电压的下降斜率Kdown＝ΔVo_sample/Δt。3.根据权利要求1所述的提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法，其特征在于：所述采样模块包含两个比较器COMP1和COMP2以及波形实时分析模块和减法器，比较器COMP1和COMP2的正端均连接辅助绕组上的电阻分压Vsense，比较器COMP2的负端连接0电平，比较器COMP1和COMP2的输出连接波形实时分析模块，波形实时分析模块输出的采样信号Vsample连接比较器COMP1的负端，波形实时分析模块输出的电压采样值Vo_sample连接减法器的负端，减法器的正端连接输出电压额定值VO_R...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐申，王炜，林峰，何波涌，苏巍，孙伟锋，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。