用于测量变压器的消磁电压的线性预测取样电路和装置制造方法及图纸

技术编号:3378926 阅读:183 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种功率转换器的线性预测取样电路,其包括:    信号产生电路,其用于根据第一信号、第二信号和切换信号而产生取样信号,其中所述第一信号与变压器的磁化电压相关,且所述第二信号与所述变压器的消磁电压相关;以及    取样和保持电路,其耦合到所述变压器,以便通过根据所述取样信号而对所述变压器的所述消磁电压进行取样来产生反馈信号,其中所述反馈信号与所述功率转换器的输出电压相关,且根据所述反馈信号而产生所述切换信号,用于切换所述变压器并调节所述功率转换器的输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率转换器,且更具体地说,涉及一种切换功率转换器的控制电路。
技术介绍
电源供应器已广泛用于提供经调节稳定的输出电压。为了安全起见,离线电源(off-line power supply)必须在其主侧与次侧之间提供隔离。需要光耦合器和次侧调节器来调节离线电源供应器的输出电压。为了减少器件数量和次侧反馈电路,已利用变压器的消磁电压来调节电源供应器的输出电压,例如Randolph D.W.Shelly在美国专利4,302,803“Rectifier-converterpower supply with multi-channel flyback inverter(具有多通道回扫变压器的整流器转换器电源)”中所描述。然而,前面提及的现有技术的技术无法测量来自变压器的准确的电压信号。因此,导致功率转换器的较差调节。在近来的发展中,已开发了许多主侧控制技术来提供变压器的精确电压测量,例如Yang等人的美国专利6,853,563“Primary-side controlled flybackpower converter(初级侧受控的回扫功率转换器)”;Yang等人的美国专利7,016,204“Close-loop PWM controller for primary-side controlledpower converters(用于初级侧受控的功率转换器的闭环脉宽调制控制器)”。但前面提及的现有技术的检测电路过于复杂,这增加了电源的成本。这些缺点是本专利技术要克服的主要目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一个更简单的和更精确的取样电路来测量变压器的消磁电压。消磁电压用于为功率转换器产生反馈信号。根据反馈信号而产生切换信号以调节功率转换器的输出。信号产生电路用于根据第一信号、第二信号和切换信号而产生取样信号。第一信号与变压器的磁化电压相关。第二信号与变压器的消磁电压相关。取样和保持电路耦合到变压器以根据取样信号而对变压器的消磁电压进行取样来产生反馈信号。因此,反馈信号与功率转换器的输出电压相关,且根据所述反馈信号而产生所述切换信号,用于切换所述变压器并调节所述功率转换器的输出。本专利技术还提供一种功率转换器的线性预测取样装置,其包括信号产生电路,其根据变压器的磁化电压和所述变压器的磁化周期而产生取样信号;以及取样和保持电路,其耦合到所述变压器以通过根据所述取样信号而对所述变压器的消磁电压进行取样来产生信号,其中,所述信号与所述功率转换器的输出电压相关。附图说明本专利技术包含附图以提供对本专利技术的进一步理解,且附图并入本说明书中并组成其一部分。附图说明本专利技术的实施例,且与描述内容一起,用于阐释本专利技术的原理。图1绘示根据本专利技术优选实施例的功率转换器的示意图。图2绘示根据本专利技术优选实施例的功率转换器的切换控制电路。图3绘示根据本专利技术的线性预测取样电路的优选实施例。图4绘示根据本专利技术优选实施例的转换电路。图5绘示根据本专利技术优选实施例的信号产生电路。图6绘示根据本专利技术优选实施例的单触发电路的示意图。图7绘示根据本专利技术优选实施例的线性预测取样电路的多个波形。具体实施例方式图1绘示根据本专利技术优选实施例的切换功率转换器,其包括变压器10,所述变压器10具有辅助绕组NAUX、主绕组NPRI和次绕组NSEC。主绕组NPRI耦合到输入电压VIN。次绕组NSEC经由整流器40和电容器45产生输出电压VO。为了调节输出电压VO,切换控制电路50产生切换信号SW以便经由晶体管20来切换变压器10。当晶体管20开启时,等效于输入电压VIN的磁化电压施加到变压器10。因此,充电电流流经变压器10的主绕组NPRI和晶体管20。通过电阻器件25,将充电电流转换成耦合到切换控制电路50的VI端子的电流信号。一旦开关20切断,在磁化周期期间存储在变压器10中的能量就输送到次绕组NSEC和辅助绕组NAUX。如果整流器40的正向电压可被忽略,那么辅助绕组的消磁电压VAUX可表达为,VAUX=NANS×VO---(1)]]>其中NA和NS分别为变压器10的辅助绕组NAUX和次绕组NSEC的绕组匝数。由多个电阻器30和35形成的分压器连接到切换控制电路50的VS端子,用于检测变压器10的辅助绕组NAUX的电压。在切换控制电路50的VS端子处检测到的电压VS可展示为,VS=R35R30+R35×VAUX---(2)]]>其中R30和R35分别为电阻器30和35的电阻。为了更精确地检测功率转换器的输出电压VO,应在减少到零的次绕组NSEC的切换电流后测量消磁电压。因此,可忽略整流器40的正向电压的变化。当将磁化电压(VIN)施加到变压器10时,充电电流流经变压器10。根据消磁周期期间,越过变压器10的次绕组NSEC的消磁电压(VO)而产生放电电流。放电电流代表变压器10的次绕组NSEC的切换电流。在消磁周期结束时,放电电流将减少到零。因此,在消磁周期结束时应对变压器的电压进行取样。充电电流IC和放电电流ID可展示为,IC=VINLP×TCHARGE---(3)]]>ID=VOLS×TDISCHAREG---(4)]]>其中LP和LS分别为变压器10的主绕组NPRI和次绕组NSEC的电感。TCHARGE为磁化周期;TDISCHARGE为消磁周期。变压器的磁化通量ΦC等于消磁通量ΦD。等式展示为,ΦC=ΦD---------------------------------(5)Φ=B×Ae=V×TN---(6)]]>VINNP×TCHARGE=VONS×TDISCHARGE---(7)]]>VIN×TCHARGE=NPNS×VO×TDISCHARGE---(8)]]> 其中B为通量密度,Ae为变压器的横截面面积,T为变压器的磁化周期或消磁周期,且N为变压器的绕组匝数;变压器10的消磁周期TDISCHARGE可根据等式(8)来获得。TDISCHARGE=NSNP×VINVO×TCHARGE---(9)]]>以上的等式(9)展示消磁周期TDISCHARGE可根据磁化电压VIN消磁电压VO和磁化周期TCHARGE来预测。磁化周期TCHARGE对应于切换信号SW的启用时间。图2绘示切换控制电路50。切换控制电路50包含线性预测取样电路100,其耦合到VS端子以根据从变压器10检测到的电压而产生反馈信号VX。反馈信号VX耦合到误差放大器70。误差放大器70包含参考电压VREF。振荡电路60产生脉冲信号PLS以周期性地启用触发器(flip-flop)65。触发器65的输出连接到AND门80的输入以产生切换信号SW。AND门的另一输入通过反相器85连接到脉冲信号PLS。误差放大器70的输出连接到比较器75的输入。比较器75的另一输入耦合到VI端子以接收电流信号。比较器75的输出经耦合以使触发器65复位。因此,根据反馈信号VX而产生切换信号SW本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨大勇
申请(专利权)人:崇贸科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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