本发明专利技术公开了一种调制开关电源转换器工作频率的系统，该系统包括一振荡器，接收一反映开关电源负载状况的输入信号，至少产生一第一个输出信号，该第一个输出信号的一个周期由三部分组成，第一个时间段、第二个时间段和第三个时间段，在第一个时间段内第一个输出信号增强，在第二个时间段内第一个输出信号也增强，在第三个时间段内第一个输出信号降低，其中第二个时间段的长度随输入信号的变化在零和一预先设定的最大值之间变化，输入信号与第二个时间段的长度成反比。通过反馈信号调制第二个时间段，进而使开关电源在轻负载和零负载的状况下，开关电源转换器的工作频率降低，从而降低电源损耗，本发明专利技术的系统可广泛用于ＰＷＭ调制的开关电源中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于调制开关电源转换器工作频率的系统，特别的是指用PWM (脉宽调制)控制的开关电源转换器。技术背景电子器件是用电力来运转的，由于开关式电源的效率高，体积小，在 现在的功率电子器件中得到广泛的应用。虽然传统的开关电源在满载的时 候提供了高效率，但是在轻载和没有负载的时候仍有很多电能被浪费掉 了，现在随着许多新的节能标准(蓝天使，能源之星等)的颁布和实施， 传统的UC384X系列控制器已不能满足这些标准，为此，各厂商都推出了 各种新的解决方案，该专利技术也是针对这一问题而提出的。开关电源损耗包括三种(l)导通损耗开关功率器件导通时由于其 本身的内阻所引起的损耗；(2)开关损耗，开关控制器功率器件开关状态 转换所引起的损耗，(3)控制电路的损耗。其中导通损耗和开关损耗都和 电源的开关频率直接相关，开关频率越高，这两种损耗就越大。传统电源 电源由于工作频率固定，这两种损耗在轻载和没有负载的时候较大，使整 个开关电源难以满足这些节能标准的要求，而降低整个开关电源在轻载或 者没有负载时的开关频率是解决这一问题的行之有效的方法。图1为一 传统的开关式电源的转换电路，在交流电输入端(AC Input)的输入的交 流电，经过全波整流电路101在电容102处得到一个准直流电压，该电压通过启动电阻103对电容104充电，当电容104上的电压超过一定预先设 定值后，PWM控制器100开始工作，控制器中驱动器A上送出方波信号驱 动功率晶体管109，在电源开始工作后，控制器100的工作电流主要由变 压器106的辅边通过二极管105提供，而电源的输出电压就是变压器106 的次级通过二极管107在电容108累积的电压。该转换器工作于峰值电流 模式,转换器的输出电压在通过输出采样和环路补偿电路111后会产生一 个反馈电压VFb送到控制器100的Fb输入端，在每个开关周期控制器100 会送出高电平给晶体管109的栅极，使晶体管109导通，流过采样电阻 IIO上的电流开始增加，在采样电阻110上的电压也增加，当感应器B输 入端的电压与Fb输入端的电压相等时，晶体管109截至直到下一个开关 周期开始，这样在电源的输出端得到一个稳定的直流电压。图2为PWM控制器中常见的振荡器结构，其主要有电流源201和充电 控制开关202,电流源204和放电控制开关203，电容2U，比较器206， 207和由与非门208和与非门209组成的RS触发器。通过由电流源201 和充电控制开关202，电流源204和放电控制开关203及电容211组成的 充放电电路控制A点电压，输出一锯齿波信号，参见图3中Ra即信号， 经比较器207和比较器206比较分别输出Sl信号和S2信号，这两个信号 经RS触发器后再通过反相器210，输出CLK信号；与此同时，CLK信号接 到充电控制开关202和充电控制开关203，以控制这两个开关的工作状态。下面结合图3对这一工作过程进行详细地描述当a点电压VA小于 VL时，充电控制开关202导通，电流源201给电容211充电，此时比较 器206的输出S2为高电平而比较器207的输出Sl为高电平，此时CLK为低电平，即b点处于低电平。直到a点电压VA大于VH时，S2变为低 电平，Sl仍为高电平，信号CLK为高电平，即B点处于高电平，使得充 电控制幵关202截至，而放电控制开关203导通，使电容211放电；由于 电容211放电作用，使得A点电压VA再次小于VH而大于VL时，S2恢复 为高电平，Sl仍为高电平，故CLK仍为高电平。当电容211持续放电使a 点电压VA小于VL时，S2仍为高电平，而S1变为低电平，故CLK为低电 平，此时b点处于低电平，使放电控制开关203截至，充电控制开关202 导通，电流源201重新对电容211充电，开始下一个充放电循环。从上述 分析可知，该电路的电压VH邻VL是两个固定的参考电压，所以振荡器的 频率也是固定的。当负载较小或没有负载的时候，由于开关频率是固定的 带来转换器的开关损耗始终较大，难以满足各种节能标准的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种调制开关电源转换器工作频率 的系统，它能根据负载情况改变转换器的工作频率，进而控制电源开关的 开关频率。为解决上述技术问题，本专利技术的调制开关电源转换器工作频率的系统， 包括一振荡器，接收反应开关电源负载状况的输入信号，该振荡器至少产 生一第一个输出信号，该第一个输出信号的一个周期由三部分组成，第一 个时间段、第二个时间段和第三个时间段，在第一个时间段内所述第一个 输出信号增强，在第二个时间段内所述第一个输出信号也是增强的，在第 三个时间段内所述第一个输出信号降低，其中第二个时间段的长度随输入 信号的变化在零和一预先设定的最大值之间变化，且输入信号和第二个时间段的长度成反比。本专利技术的调制开关电源转换器的系统中采用的振荡器，其输出一每个周期有三个时间段组成的信号TR1、 TR2和TF，则该输出信号的周期为 T=TR1+TR2+TF，频率为f=l/ (TR1+TR2+TF)，其中TR1是固定的，TF 随反馈信号的变化有微小的变化，但该变化很小可以忽略，故也可认为是 固定的，而TR2的数值可在零和一个预先设定的最大值之间变化，且与上 述输入信号变化，而上述输入信号随反馈信号的变化而变化，从而调制整 个开关电源转换器的工作频率。这样在轻负载或零负载时，使开关电源的 工作频率降低，从而降低了电源损耗，使整个开关电源系统能够达到各种 节能标准的要求。 附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明 图1是传统的采用反激转换器构架的开关电源电路； 图2是PWM控制器中常用的一种振荡器电路； 图3是图2振荡器电路的工作波形示意图；图4是本专利技术的一个具体调制开关电源转换器工作频率的系统示意图；图5是本专利技术的一个振荡器电路示意图； 图6是本专利技术的一个完整振荡器电路实例； 图7是图6所示振荡器工作波形；图8是本专利技术中振荡器的个参数和FB反馈电压的关系示意图，其中 图8a是送入振荡器的电压和FB反馈电压的关系示意图，图8b是本专利技术系统的信号周期变化和FB反馈电压的关系示意图，图8c是本专利技术的系统 的开关工作频率和FB反馈电压的关系示意图；图9是一个实现本专利技术思想的完整的实例电路具体实施方式图4为本专利技术的调制开关电源转换器工作频率的系统的一个具体实 施例。图中FB信号是输出经过采样和环路补偿后得到的反馈信号，该信 号经过电压位移和放大电路301后，一路送到P丽比较器303和电流采样 电压CS比较控制流过变压器初级的电流，另一路送到振荡器302中其中 一个比较器的输入端，该振荡器302设有充放电电路和比较器阵列307 和波形合成控制电路308输出一方波信号CLK至D触发器304的CLK端， 触发器304的复位端R与PWM比较器303的输出相连，触发器的输出端Q 送入驱动级305,经驱动级305电平位移后去驱动功率晶体管306。图5为本专利技术的一个具体振荡器电路示意图，包括三条充放电回路， 四个比较器， 一波形合成控制电路，其中两个充电电流的大小没有严格的 限定，本实施例中为I1大于I2。图5中参数的说明如下VL是一固定值，用来设置电容407上C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调制开关电源转换器工作频率的系统，该系统包括一振荡器，接收一反映开关电源负载状况的输入信号，其特征在于： 所述振荡器至少产生一第一个输出信号，所述第一个输出信号的一个周期由三部分组成，第一个时间段、第二个时间段和第三个时间段，在所述第一个时间段内所述第一个输出信号增强，在所述第二个时间段内所述第一个输出信号也增强，在所述第三个时间段内所述第一个输出信号降低，其中所述第二个时间段的长度随输入信号的变化在零和一预先设定的最大值之间变化，所述第二个时间段的长度与所述输入信号成反比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：康长胜，胡旅顺，张杰，
申请(专利权)人：天钰信息科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]
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