隔离变换器的付边对原边隔离控制方法技术

本发明专利技术公开了一种隔离变换器的付边对原边隔离控制方法：付边负责调节对应的开关周期Ts，原边负责根据对应的开关周期Ts以迭代的方式产生原边的峰值电感电流参考电平。即，付边电路负责调节对应的逻辑电平的开关周期Ts，当电感峰值电流有所变化的话，通过调节开关周期Ts来使得输出平均电流跟随预定输出电流参考电平变化。在本发明专利技术中，提出了如何以付边对原边隔离传输高速开关周期信号，就可以完成付边对原边隔离控制使得系统的输出电流按照预定的输出电流参考值变化。在本发明专利技术实现的付边对原边隔离控制方案中，不需要使用光耦。

【技术实现步骤摘要】
隔离变换器的付边对原边隔离控制方法
本专利技术涉及一种隔离变换器的付边对原边隔离控制方案。
技术介绍
为了进一步提高隔离直流-直流变换器的效率，付边输出二极管和续流二极管使用MOS管替代，即同步整流，以降低对应的导通损耗。显然采用付边对原边控制方案可以方便控制对应替换输出二极管和续流二极管的MOS管，即同步整流控制，并且可以保证对应替换输出二极管和续流二极管的同步整流MOS管先完全关断后，然后让原边主功率MOS管导通；这样保证该隔离变换器直流-直流变换器高效率和高可靠。申请号202011512723.1的专利技术《断续电流模式输出电流控制方法》，给出了按照预定输出电流的参考电平，对应电感电流的峰值就确定了，并根据这给定的峰值电感电流，调节对应的开关周期Ts，可以控制变换器的输出电流对应给定输出电流的参考电平。但该专利没有涉及到如何把该控制方法应用到隔离变换器控制中，即该专利没有考虑到如何使得付边电路隔离控制原边主功率MOS管何时导通、何时截至而保证付边隔离输出电流能跟随预定输出电流的参考电平。一般要实现付边隔离对原边控制，就需要付边能隔离控制原边主功率MOS管何时开始导通以及控制持续导通时间；MOS管何时开始导通，即对应开关周期Ts；持续导通时间，即对应输出电感电流的峰值电流。付边对原边隔离传输信息的成本是随着所要传输的信息量而增加。如果在付边对原边控制方案中能够减少所传输的信息量就有利于降低付边对原边隔离传输信息的成本。光耦是目前市场上广泛使用的隔离耦合器件，它能够把付边的低速变化信号耦合到原边；具体的讲，光耦可以传输原边主功率MOS管的持续导通时间信息，即对应电感电流的峰值电流。如果在付边对原边隔离控制方案中能够不需要传输原边主功率MOS管的持续导通时间信息，就可以省去光耦。如何对具有同步整流MOS管的隔离变换器直流-直流变换器电路进行从付边到原边隔离传输仅仅高速信号，而省去光耦，是本行业急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种隔离变换器的付边到原边隔离控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种隔离变换器的付边对原边隔离控制方法：付边负责调节对应的开关周期Ts，原边负责根据对应的开关周期Ts以迭代的方式产生原边的峰值电感电流参考电平。即，付边电路负责调节对应的逻辑电平的开关周期Ts，当电感峰值电流有所变化的话，通过调节开关周期Ts来使得输出平均电流跟随预定输出电流参考电平变化。作为本专利技术的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法的改进：在原边侧，根据付边向原边隔离传输的开关周期Ts长短，迭代控制原边的累加器的输出电压Vo，累加器的输出电压Vo控制电感的峰值电流；在付边侧，根据原边主功率MOS管关断时刻的对应的付边的电感峰值电流，产生开关周期Ts；经过若干开关周期迭代调节产生对应合适稳定的累加器输出电压Vo对应电感峰值电流和开关周期Ts；随着输出电流参考电平变化，累加器输出电压Vo对应电感峰值电流和开关周期Ts也会发生变化(从而到一个新的状态)；累加器的加减除了UPDN外，必须有计数时钟CK，这是由付边的开关周期Ts的上升沿对应的脉冲Tsup产生，此上升沿脉冲Tsup为需要从隔离变换器的付边到原边隔离传输的窄脉冲，此上升沿窄脉冲Tsup的重复周期是开关周期Ts。作为本专利技术的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法的进一步改进：在原边侧，累加器输出电压Vo控制压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)；压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)对电容Ct在开关周期Ts内进行充电，电容Ct电压VCt在每个开关周期Ts开始时刻经Tsup窄脉冲控制的开关K放电到零后，以线性自零增加；电容Ct电压VCt的斜率是正比于累加器输出电压Vo；电容Ct电压VCt分别经比较器1和比较器2与预置参考电平VD和VG进行比较；比较器1和比较器2的输出COMP1和COMP2经逻辑电路输出加减逻辑电平UPDN和计数时钟CK，计数时钟CK与开关周期Ts的上升沿脉冲Tsup同相位；累加器的加减操作是计数时钟CK的上升沿时刻的加减逻辑电平UPDN决定的，如果UPDN＝”1”，累加器进行加；反之，UPDN＝”0”,累加器进行减；由电容Ct的电压VCt经比较器比较有三种情况：情况一、VCt<VD,累加器输出电压Vo需要增加，对应逻辑电平UPDN＝”1”；情况二、VD<VCt<VG,累加器输出电压Vo保持不变，对应没有计数时钟CK；情况三、VG<VCt,累加器输出电压Vo需要减小，对应逻辑电平UPDN＝”0”；每次开关周期Ts，按照如上进行操作；当VD<VCt<VG时，累加器输出电压Vo保持不变，没有计数时钟CK，累加迭代结束；经过若干开关周期Ts的累加迭代操作，累加器输出电压Vo控制的压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)对电容Ct充电；在Tsup窄脉冲出现时刻，电容Ct的电压VCt将处于VD<VCt<VG,累加器迭代结束，对应没有计数时钟CK，输出电压Vo保持不变。说明：VG-VD区间的大小反映允许开关周期变化的范围；正是由于有VG-VD区间，累加器的输出电压Vo可以保持恒定不变，实际输出电流与预定参考输出电流电平的差距可以通过付边电路的开关周期Ts的微调来满足。作为本专利技术的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法的进一步改进：付边电路中，对给定的Io而言是一个常量，而输出的电感电流IL(t)是随时间的变量；分别由Io控制的受控电流源I2对电容C2充电以及由IL(t)控制的受控电流源I1对电容C1充电，C2和C1的电压自零线性上升；电容C2和C1上电压上升的斜率是正比于电流源I2和I1的瞬时值；在输出电感电流IL(t)大于零的持续时间是Ton，在输出电感电流IL(t)衰减到零，即持续时间Ton结束时，受控电流源I1对电容C1充电结束，电容C1上电压达到本开关周期的最大值VC1max维持不变；而电容C2继续被受控电流源I2充电而线性增加；电容C2和C1上电压经电压比较器3进行比较，在电压比较器3非使能端Ton1＝DR&Ton为“0”电平时，即原边主功率MOS管的驱动脉冲Dr和输出电感电流均为零时，电压比较器3的输出比较结果，从而判定C2上电压是否达到C1电压峰值VC1max；当C2上电压达到C1电压峰值VC1max，电压比较器3输出端由低电平跳变为高电平，而触发窄脉冲发生器P，输出窄脉冲Tsup对应开关周期Ts时刻；窄脉冲Tsup把开关K1和K2导通，把电容C1和C2放电归零而开始下一开关周期；窄脉冲Tsup可以从付边隔离传输到原边得到对应的Tsup去触发原边主功率MOS导通开始下一开关周期；并根据原边的比较器1和比较器2的输出COMP1和COMP2与Tsup经原边的逻辑电路产生对应的UPDN和CK控制累加器进行加或减的操作以调整原边主功率MOS管的峰值电流大小。作为本专利技术的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法的进一步改进：原边电路根据付边向原边隔离传输的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隔离变换器的付边对原边隔离控制方法，其特征是：/n付边负责调节对应的开关周期Ts，原边负责根据对应的开关周期Ts以迭代的方式产生原边的峰值电感电流参考电平。/n

【技术特征摘要】
1.隔离变换器的付边对原边隔离控制方法，其特征是：
付边负责调节对应的开关周期Ts，原边负责根据对应的开关周期Ts以迭代的方式产生原边的峰值电感电流参考电平。


2.根据权利要求1所述的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法，其特征是：
在原边侧，根据付边向原边隔离传输的开关周期Ts长短，迭代控制原边的累加器的输出电压Vo，累加器的输出电压Vo控制电感的峰值电流；在付边侧，根据原边主功率MOS管关断时刻的对应的付边的电感峰值电流，产生开关周期Ts；经过若干开关周期迭代调节产生对应合适稳定的累加器输出电压Vo对应电感峰值电流和开关周期Ts；
随着输出电流参考电平变化，累加器输出电压Vo对应电感峰值电流和开关周期Ts也会发生变化；累加器的加减除了UPDN外，必须有计数时钟CK，这是由付边的开关周期Ts的上升沿对应的脉冲Tsup产生，此上升沿脉冲Tsup为需要从隔离变换器的付边到原边隔离传输的窄脉冲，此上升沿窄脉冲Tsup的重复周期是开关周期Ts。


3.根据权利要求1或2所述的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法，其特征是：
在原边侧，累加器输出电压Vo控制压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)；压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)对电容Ct在开关周期Ts内进行充电，电容Ct电压VCt在每个开关周期Ts开始时刻经Tsup窄脉冲控制的开关K放电到零后，以线性自零增加；电容Ct电压VCt的斜率是正比于累加器输出电压Vo；电容Ct电压VCt分别经比较器1和比较器2与预置参考电平VD和VG进行比较；比较器1和比较器2的输出COMP1和COMP2经逻辑电路输出加减逻辑电平UPDN和计数时钟CK，计数时钟CK与开关周期Ts的上升沿脉冲Tsup同相位；累加器的加减操作是计数时钟CK的上升沿时刻的加减逻辑电平UPDN决定的，如果UPDN＝”1”，累加器进行加；反之，UPDN＝”0”,累加器进行减；
由电容Ct的电压VCt经比较器比较有三种情况：
情况一、VCt<VD,累加器输出电压Vo需要增加，对应逻辑电平UPDN＝”1”；
情况二、VD<VCt<VG,累加器输出电压Vo保持不变，对应没有计数时钟CK；
情况三、VG<VCt,累加器输出电压Vo需要减小，对应逻辑电平UPDN＝”0”；
每次开关周期Ts，按照如上进行操作；当VD<VCt<VG时，累加器输出电压Vo保持不变，没有计数时钟CK，累加迭代结束；
经过若干开关周期Ts的累加迭代操作，累加器输出电压Vo控制的压控电流源Ⅰ的输出电流Ic(Vo)对电容Ct充电；在Tsup窄脉冲出现时刻，电容Ct的电压VCt将处于VD<VCt<VG,累加器迭代结束，对应没有计数时钟CK，输出电压Vo保持不变。


4.根据权利要求3所述的隔离变换器的付边对原边隔离控制方法，其特征是：
付边电路中，对给定的Io而言是一个常量，而输出的电感电流IL(t)是随时间的变量；分别由Io控制的受控电流源I2对电容C2充电以及由IL(t)控制的受控电流源I1对电容C1充电，C2和C1的电压自零线性上升；电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁大丰，孙建中，
申请(专利权)人：杭州欧佩捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33