隔离式功率变换器及其数据传输方法技术

技术编号:26733489 阅读:47 留言:0更新日期:2020-12-15 14:39
本发明专利技术公开了一种隔离式功率变换器,在原边功率管以及副边功率管均为关断状态期间,通过改变副边绕组上的电压,进而使得原边绕组上的电压发生相应改变,原边控制电路据以控制所述原边功率管的开关状态,以使输出信号与输出需求相匹配,从而可以去除光耦器件。

【技术实现步骤摘要】
隔离式功率变换器及其数据传输方法
本专利技术涉及一种电力电子技术,更具体地说,涉及一种隔离式功率变换器及其数据传输方法。
技术介绍
隔离式功率转换器向电子设备提供调节的功率,同时在电子设备与AC电源之间提供电隔离。在PD适配器应用中,为了提高充电功率,输出状态(输出电压或者输出电流等)会根据电子设备端的信息变化。现在常规控制方法大概分为两种:副边芯片控制和原边芯片控制。副边芯片控制方式中,副边芯片通过端口与电子设备通讯,获取输出基准电压,副边芯片检测输出信息,并和输出基准比较,再经过补偿电路后,再通过光耦将控制信息传递到原边芯片。原边芯片会控制开关管,调整电路状态。原边芯片控制方式中,副边芯片通过端口与电子设备通讯,获取输出基准电压,然后通过光耦传输信息,将输出基准电压传递给原边芯片,原边芯片通过辅助绕组检测得到输出信息,和输出基准比较,再经过补偿电路后,控制开关管,调整调整电路状态。在这两种控制方式中,由于均需要通过光耦将控制信息传递到原边芯片,且还需要辅助绕组进行电压采样,导致系统电路不够简化,且成本和体积都无法减小。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种隔离式功率变换器及其数据传输方法,以解决现有的需要通过光耦将控制信息传递到原边芯片的问题。第一方面,提供一种隔离式功率变换器,包括具有原边绕组以及原边功率管的原边侧,以及,具有副边绕组以及副边功率管的副边侧,其特征在于,在所述原边功率管以及所述副边功率管均为关断状态期间,通过改变副边绕组上的电压,进而使得原边绕组上的电压发生相应改变,原边控制电路据以控制所述原边功率管的开关状态,以使输出信号与输出需求相匹配。优选地,副边控制电路通过在不同时段内导通所述副边功率管以改变副边绕组上的电压,以实现将不同类型的数据传输至所述原边控制电路,其中,所述数据与所述输出需求相关联。优选地,所述副边控制电路通过选择在所述不同时段内至少导通一次所述副边功率管并维持导通状态持续第一时间,以实现改变所述副边绕组上的电压。优选地,根据所述副边功率管的两个功率端的电压所处的电压幅值区间,来划分所述不同时段。优选地,当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于第一阈值和第二阈值之间时,记为第一时段,并在所述第一时段内传输第一类型的数据;当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于所述第二阈值和第三阈值之间时,记为第二时段,并在所述第二时段内传输第二类型的数据。优选地,所述原边控制电路通过在所述不同时段内检测所述原边绕组上的电压的变化情况,以实现对相应类型的数据的识别。优选地,所述原边控制电路根据接收到的所述不同类型的数据,调节所述原边功率管的导通状态以实现对所述隔离式功率变换器的输出信号的调节。优选地,所述原边控制电路通过在所述不同间段内检测所述原边绕组上的电压是否能够上升至一参考电压以实现对相应类型的数据的识别,其中,所述参考电压为所述原边绕组上的电压的采样电压为高电平时的电压幅值。优选地,通过直接并联连接在所述原边绕组两端的采样电路来获得所述原边绕组上的电压的采样电压。优选地,所述副边控制电路的副边功率管的控制信号生成电路包括:第一检测电路,用以当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于所述第一阈值和所述第二阈值之间时,生成第一检测信号以传输第一类型的数据至所述原边控制电路,其中,所述第一检测信号被配置为脉宽为所述第一时间的单脉冲信号;第二检测电路,用以当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于所述第二阈值和所述第三阈值之间时,生成第二检测信号以传输第二类型的数据至所述原边控制电路,其中,所述第二检测信号被配置为脉宽为所述第一时间的单脉冲信号;逻辑电路,根据所述第一检测信号、所述第二检测信号以及副边同步整流信号,生成所述副边功率管的控制信号。优选地,所述原边控制电路具有第一识别电路以及第二识别电路,其中,所述第一识别电路,用以在所述采样电压小于第五阈值后,检测所述采样电压是否能够上升至所述参考电压,来识别传输的第一类型的数据;第二识别电路,用以在所述采样电压小于第四阈值后,检测所述采样电压是否能够上升至所述参考电压,来识别传输的第二类型的数据。第二方面,提供一种数据传输方法,应用于隔离式功率变换器中,所述隔离式功率变换器包括具有原边绕组以及原边功率管的原边侧,以及具有副边绕组以及副边功率管的副边侧,其特征在于,在所述原边功率管以及所述副边功率管均为关断状态期间,通过在不同时段内改变副边绕组上的电压,进而使得原边绕组上的电压发生相应改变,以实现将不同类型的数据传输至所述原边侧。优选地,副边控制电路通过选择在所述不同时段内至少导通一次所述副边功率管并维持导通状态持续第一时间,以实现改变所述副边绕组上的电压。优选地,根据所述副边功率管的两个功率端的电压所处的电压幅值区间,来划分所述不同时段。优选地,当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于第一阈值和第二阈值之间时,记为第一时段,并在所述第一时段内传输第一类型的数据;当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于所述第二阈值和第三阈值之间时,记为第二时段,并在所述第二时段内传输第二类型的数据。本专利技术的隔离式功率变换器,在原边功率管以及副边功率管均为关断状态期间,通过在不同时段内导通副边功率管以实现通过由原边绕组以及副边绕组构成的变压器将副边侧的不同类型的数据传输至原边侧以控制输出信号,从而可以去除光耦器件;进一步地,采用直接采样原边绕组电压的采样方式,也可以去掉辅助绕组,以达到节省成本,且使变压器空间利用率变高的目的;更进一步地,通过使用RCD吸收电路中的吸收电容给原边芯片供电,也同时实现了VCC无辅助绕组供电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为依据本专利技术的隔离式功率变换器的结构框图;图2为依据本专利技术的隔离式功率变换器的工作波形图;图3为依据本专利技术的隔离式功率变换器的副边功率管的控制信号生成电路;图4依据本专利技术的隔离式功率变换器的第一识别电路的结构图;图5依据本专利技术的隔离式功率变换器的第二识别电路的结构图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述,但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。同时,应当理解,在以下的描述中,“电路”是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离式功率变换器,包括具有原边绕组以及原边功率管的原边侧,以及,具有副边绕组以及副边功率管的副边侧,其特征在于,/n在所述原边功率管以及所述副边功率管均为关断状态期间,通过改变副边绕组上的电压,进而使得原边绕组上的电压发生相应改变,原边控制电路据以控制所述原边功率管的开关状态,以使输出信号与输出需求相匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔离式功率变换器,包括具有原边绕组以及原边功率管的原边侧,以及,具有副边绕组以及副边功率管的副边侧,其特征在于,
在所述原边功率管以及所述副边功率管均为关断状态期间,通过改变副边绕组上的电压,进而使得原边绕组上的电压发生相应改变,原边控制电路据以控制所述原边功率管的开关状态,以使输出信号与输出需求相匹配。


2.根据权利要求1所述的隔离式功率变换器,其特征在于,副边控制电路通过在不同时段内导通所述副边功率管以改变副边绕组上的电压,以实现将不同类型的数据传输至所述原边控制电路,其中,所述数据与所述输出需求相关联。


3.根据权利要求1所述的隔离式功率变换器,其特征在于,所述副边控制电路通过选择在所述不同时段内至少导通一次所述副边功率管并维持导通状态持续第一时间,以实现改变所述副边绕组上的电压。


4.根据权利要求2所述的隔离式功率变换器,其特征在于,根据所述副边功率管的两个功率端的电压所处的电压幅值区间,来划分所述不同时段。


5.根据权利要求4所述的隔离式功率变换器,其特征在于,当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于第一阈值和第二阈值之间时,记为第一时段,并在所述第一时段内传输第一类型的数据;当检测到所述副边功率管的两个功率端的电压介于所述第二阈值和第三阈值之间时,记为第二时段,并在所述第二时段内传输第二类型的数据。


6.根据权利要求2所述的隔离式功率变换器,其特征在于,所述原边控制电路通过在所述不同时段内检测所述原边绕组上的电压的变化情况,以实现对相应类型的数据的识别。


7.根据权利要求2所述的隔离式功率变换器,其特征在于,所述原边控制电路根据接收到的所述不同类型的数据,调节所述原边功率管的导通状态以实现对所述隔离式功率变换器的输出信号的调节。


8.根据权利要求6所述的隔离式功率变换器,其特征在于,所述原边控制电路通过在所述不同间段内检测所述原边绕组上的电压是否能够上升至一参考电压以实现对相应类型的数据的识别,其中,所述参考电压为所述原边绕组上的电压的采样电压为高电平时的电压幅值。


9.根据权利要求2所述的隔离式功率变换器,其特征在于,通过直接并联连接在所述原边绕组两端的采样电路来获得所述原边绕组上的电压的采样电压。


10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:张俏李新磊
申请(专利权)人:西安矽力杰半导体技术有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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