一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反激式DC‑DC变换器的DCM变频控制方法，针对传统反激式DC‑DC变换器不能实现全功率范围内的高效率运行，通过一个结合频率控制模块的反馈控制环路来实现反激DC‑DC变换器工作在DCM模式下的变频控制，包括主电路模块、副边电流过零检测模块和频率控制模块，所述频率控制模块包括电容C、电流源1、电流源2、过零比较器2和RS触发器。本发明专利技术通过一个频率控制模块结合反馈控制环路来实现反激DC‑DC变换器工作在DCM模式下的变频控制，在输出功率低时，能降低开关频率，从而降低开关损耗，提升反激DC‑DC变换器的整体效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法
本专利技术涉及电源领域，尤其涉及一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法。
技术介绍
在开关电源中，电源的工作效率是衡量一款电源性能好坏的重要指标之一，在传统的反激式DC-DC变换器中，变换器的开关频率一般保持恒定。因此，当变换器的输出功率较小时，电源的工作频率依然保持不变，较高的开关频率会造成大量的开关损耗，从而影响变换器的整体效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，针对传统反激式DC-DC变换器不能实现全功率范围内的高效率运行，提供一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法，通过设置一个结合频率控制模块的反馈控制环路，实现反激式DC-DC变换器的DCM变频控制；具体包括以下步骤：在整个控制的开始时刻，导通主开关管Q，导通频率控制模块的开关S1，断开开关S2，使电容C开始充电；在反馈控制环路中，采样输出电压Vs与参考电压Vref经过误差放大器运算，产生一个误差信号Vea；将反激变压器原边电感电流采样信号Vis与误差信号电压Vea进行比较，当Vis值与Vea值相等时，比较器向锁存器的R端输入一个高电平，锁存器的Q端输出一个低电平关断主开关管Q；导通反激变压器的副边，副边电流Is流经二极管并逐渐下降；当电流Is下降至零时，频率控制模块的开关S1断开，S2导通；电容C经电流源2开始放电，当电容C电压放电至零时，过零比较器2输出一个高电平给RS触发器的S端和锁存器的S端，锁存器的Q端输出一个高电平导通主开关管Q，整个控制开始进入下一个周期。进一步的，所述反馈控制环路包括主电路模块、副边电流过零检测模块和频率控制模块，所述主电路模块包括误差放大器、比较器、锁存器和主开关管Q；所述误差放大器输出端与比较器负相输入端连接，所述误差放大器的负相输入端与副边输出之间设置有采样电阻R1，所述误差放大器和采样电阻都与接地电阻R2连接；所述锁存器的R端与比较器的输出端连接，所述锁存器的S端与频率控制模块连接，所述锁存器的Q端与主开关管Q连接；所述副边电流过零检测模块由过零比较器1构成，用于副边电流过零检测，其输出端与频率控制模块连接，负输入端接在反激变压器的副边线圈与二级管之间。进一步的，所述反激变压器包括二极管、电容、原边线圈和副边线圈，所述二极管正极连接变压器的副边线圈，负极连接电容和过零比较器1的负输入端；所述电容与副边线圈连接。进一步的，所述频率控制模块包括电容C、电流源1、电流源2、过零比较器2和RS触发器；所述电流源1和电流源2并联且电流方向相反，其通过控制开关S1和S2接入到电容C的充放电电路中；所述电容C与过零比较器2的负相输入端连接，所述过零比较器2的输出端与RS触发器的S端和锁存器的S端连接；所述RS触发器的R端与过零比较器1的输出端连接，所述RS触发器的Q端与开关S1连接，端与开关S2连接。本专利技术的有益效果：通过一个频率控制模块结合反馈控制环路来实现反激DC-DC变换器工作在DCM模式下的变频控制，在输出功率低时，能降低开关频率，从而降低开关损耗，提升反激DC-DC变换器的整体效率。附图说明图1是本专利技术的方法流程图。图2是控制过程的主要波形图。图3是反馈控制环路框图。图4是频率控制模块框图。图5是典型反激拓扑图。图6是反激变换器DCM模式下原副边电感电流波形图。图7是开关频率变化关系图。图8是输出电流2A时的仿真结果图。图9是输出电流1A是的仿真结果图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本实施例中，如图1所示，一种基于反激式DC-DC变换器的DCM(DiscontinuousConductionMode)变频控制方法，通过一个频率控制模块结合的反馈控制环路来实现反激DC-DC变换器工作在DCM模式下的变频控制；在整个控制的开始时刻，导通主开关管Q，导通频率控制模块的开关S1，断开开关S2，使电容C开始充电；在反馈控制环路中，采样输出电压Vs与参考电压Vref经过误差放大器运算，产生一个误差信号Vea；将反激变压器原边电感电流采样信号Vis与误差信号电压Vea进行比较，当Vis值与Vea值相等时，比较器向锁存器的R端输入一个高电平，锁存器的Q端输出一个低电平关断主开关管Q；导通反激变压器的副边，副边电流Is流经二极管并逐渐下降；当电流Is下降至零时，频率控制模块的开关S1断开，S2导通；电容C经电流源2开始放电，当电容C电压放电至零时，过零比较器2输出一个高电平给RS触发器的S端和锁存器的S端，锁存器的Q端输出一个高电平导通主开关管Q，整个控制开始进入下一个周期；控制过程的主要波形，如图2所示，本实施例中，反馈控制环路框图如图3所示，所述反馈控制环路包括主电路模块、副边电流过零检测模块和频率控制模块，所述主电路模块包括误差放大器、比较器、锁存器、主开关管Q；所述误差放大器输出端与比较器负相输入端连接，所述误差放大器的负相输入端与副边输出之间设置有采样电阻R1，所述误差放大器和采样电阻R1都与接地电阻R2连接；所述锁存器的R端与比较器的输出端连接，所述锁存器的S端与频率控制模块连接，所述锁存器的Q端与主开关管Q连接；所述副边电流过零检测模块由过零比较器1构成，用于副边电流过零检测，其输出端与频率控制模块连接，负输入端接在反激变压器的副边线圈与二级管之间。其中，所述反激变压器包括二极管、电容、原边线圈和副边线圈，所述二极管正极连接变压器的副边线圈，负极连接电容和过零比较器1的负输入端；所述电容与副边线圈连接。本实施例中，如图4所示，所述频率控制模块包括电容C、电流源1、电流源2、过零比较器2和RS触发器；所述电流源1和电流源2并联且电流方向相反，其通过控制开关S1和S2接入到电容C的充放电电路中；所述电容C与过零比较器2的负相输入端连接，所述过零比较器2的输出端与RS触发器的S端和锁存器的S端连接；所述RS触发器的R端与过零比较器1的输出端连接，所述RS触发器的Q端与开关S1连接，端与开关S2连接。；通过控制电容C不同的充放电过程从而控制锁存器的周期信号，通过该周期信号控制变换器的不同工作频率。本实施例中，通过DCM变频控制方法，变换器一直保持在DCM(DiscontinuousConductionMode)模式并且其开关频率可随输出功率变化，当输出功率较低时能降低变换器的工作频率，从而减少变换器的开关损耗，提升其整体效率。本实施例中，如图5所示，典型的反激式DC-DC变换器拓扑如图1所示,设反激变压器原边匝数为Np，副变匝数为Ns。变压器匝比为n；反激DC-DC变换器工作在DCM(DiscontinuousConduct本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法，其特征在于，通过设置一个结合频率控制模块的反馈控制环路，实现反激式DC-DC变换器的DCM变频控制；具体包括以下步骤：/n在整个控制的开始时刻，导通主开关管Q，导通频率控制模块的开关S1，断开开关S2，使电容C开始充电；/n在反馈控制环路中，采样输出电压V

【技术特征摘要】
1.一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方法，其特征在于，通过设置一个结合频率控制模块的反馈控制环路，实现反激式DC-DC变换器的DCM变频控制；具体包括以下步骤：
在整个控制的开始时刻，导通主开关管Q，导通频率控制模块的开关S1，断开开关S2，使电容C开始充电；
在反馈控制环路中，采样输出电压Vs与参考电压Vref经过误差放大器运算，产生一个误差信号Vea；
将反激变压器原边电感电流采样信号Vis与误差信号电压Vea进行比较，当Vis值与Vea值相等时，比较器向锁存器的R端输入一个高电平，锁存器的Q端输出一个低电平关断主开关管Q；导通反激变压器的副边，副边电流Is流经二极管并逐渐下降；当电流Is下降至零时，频率控制模块的开关S1断开，S2导通；
电容C经电流源2开始放电，当电容C电压放电至零时，过零比较器2输出一个高电平给RS触发器的S端和锁存器的S端，锁存器的Q端输出一个高电平导通主开关管Q，整个控制开始进入下一个周期。


2.根据权利要求1所述的一种基于反激式DC-DC变换器的DCM变频控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳龙，孔君，赵梓淮，杨宇帆，
申请(专利权)人：四川升华电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51