一种控制电路及隔离型开关变换器控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种控制电路以及隔离型开关变换器控制系统，所述隔离型开关变换器包括原边电路、副边电路和耦合在原边电路和副边电路之间并提供电气隔离的变压器，所述控制电路包括:原边控制单元，电连接所述原边电路，并接收表征设置在原边电路的第一开关的开关频率的第一信号，以产生指示第一开关关断时刻的信号；副边控制单元，电连接所述副边电路，并接收表征所述副边电路的输出电压和/或输出电流的第二信号，以产生指示第一开关开通时刻的信号；驱动单元，接收所述指示第一开关关断时刻的信号和所述指示第一开关开通时刻的信号，并生成驱动信号，输出至所述第一开关的控制端。端。端。

【技术实现步骤摘要】
一种控制电路及隔离型开关变换器控制系统


[0001]本技术涉及电子电路领域，特别涉及一种用于隔离型开关变换器的控制电路以及控制系统。

技术介绍

[0002]在开关变换器领域，随着氮化镓器件的发展和普及，目前在充电器等消费类电子产品中已随处可见氮化镓的身影。由于氮化镓器件导通电阻动态变化的特殊性，目前在充电器产品主要应用的反激架构中，其主要工作在断续模式或者临界连续模式，在这种控制模式下，为了提高全输入电压(例如85～265VAC)范围的效率，一般要求在高输入电压时，开关频率尽量低，因为在高输入电压时，开关损耗占主导；在低输入电压时，峰值电流尽量低，因为在低输入电压时，导通损耗占主导。另一方面，对于常用的COT(constant on
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time)控制方法，在负载变化时开关频率可能降低至接近音频，进而产生人耳可闻的噪音，所以需要提出有效的锁频控制方法，避免音频噪声。考虑到宽输入电压范围，锁频的频率值对应于不同的输入电压区间会有不同的最优选择。对于隔离型变换器，还需要注意控制电路与原边电路、副边电路的连接方式和信号流的方向，以尽量简化隔离耦合元件的结构，同时保证原副边信号传输的可靠性和准确性。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种用于隔离型开关变换器的控制电路以及控制系统，以解决上述隔离型变换器应用中产生的音频噪声问题、信号传输问题和宽输入电压范围下损耗控制的问题等等，提升开关电源的性能。
[0004]根据本技术提供的一种控制电路，用于控制隔离型开关变换器，所述隔离型开关变换器包括原边电路、副边电路和耦合在原边电路和副边电路之间并提供电气隔离的变压器，所述控制电路包括:原边控制单元，所述原边控制单元电连接所述原边电路，并接收第一信号，以产生指示第一开关关断时刻的信号，其中，所述第一信号表征设置在原边电路的第一开关的开关频率；副边控制单元，所述副边控制单元电连接所述副边电路，并接收第二信号，以产生指示第一开关开通时刻的信号，其中，所述第二信号表征所述副边电路的输出电压和/或输出电流；驱动单元，所述驱动单元电连接所述原边控制单元并接收所述指示第一开关关断时刻的信号，并且耦合至所述副边控制单元并接收所述指示第一开关开通时刻的信号，以根据所述指示第一开关开通时刻的信号和第一开关关断时刻的信号生成驱动信号，输出至所述第一开关的控制端。
[0005]在一实施例中，所述原边控制单元连接所述第一开关的所述控制端，并接收所述驱动信号作为所述第一信号。
[0006]在一实施例中，原边控制单元还包括退磁检测电路，所述退磁检测电路连接所述第一开关的所述控制端，并产生退磁检测信号作为所述第一信号。
[0007]在一实施例中，所述隔离型开关变换器还包括辅助绕组，所述辅助绕组耦合于所
述变压器，所述辅助绕组一端连接所述原边电路的接地端，另一端连接所述原边控制单元，所述原边控制单元接收所述辅助绕组的电压作为所述第一信号。
[0008]在一实施例中，所述原边控制单元包括第一比较电路，所述第一比较电路分别接收基准频率信号和所述第一信号并进行比较，根据比较结果产生指示第一开关关断时刻的信号。
[0009]在一实施例中，所述基准频率信号包括一个表征基准开关频率的值；当所述第一开关的开关频率低于所述基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被提前，直至所述第一开关的导通时间等于一最小导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一最大导通时间。
[0010]在一实施例中，所述基准频率信号包括表征第一基准开关频率的值、表征第二基准开关频率的值，所述第一基准开关频率低于所述第二基准开关频率；当所述第一开关的开关频率低于所述第一基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被提前，直至所述第一开关的导通时间等于一最小导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述第一基准开关频率且小于所述第二基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一中位导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述第二基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一最大导通时间。
[0011]在一实施例中，所述基准频率信号根据所述隔离型开关变换器的输入电压和输出电压中的至少一个进行调节。
[0012]在一实施例中，当所述输入电压低于一预设低值，所述基准频率信号降低；当所述输入电压高于一预设高值，所述基准频率信号升高。
[0013]在一实施例中，当所述第一开关的导通时间等于所述最小导通时间或者所述最大导通时间，所述导通时间保持不变，且所述第一开关的开关频率变化。
[0014]在一实施例中，当所述第一开关的导通时间等于所述最小导通时间或者所述中位导通时间或者所述最大导通时间，所述导通时间保持不变，且所述第一开关的开关频率变化。
[0015]根据本技术提供的一种隔离型开关变换器控制系统，所述隔离型开关变换器控制系统包括原边电路、副边电路和耦合在原边电路和副边电路之间并提供电气隔离的变压器，以及控制电路，所述控制电路还包括:原边控制单元，所述原边控制单元电连接所述原边电路，并根据第一信号产生指示第一开关关断时刻的信号，其中，所述第一信号表征设置在原边电路的第一开关的开关频率；副边控制单元，所述副边控制单元电连接所述副边电路，并接收第二信号，以产生指示第一开关开通时刻的信号，其中，所述第二信号表征所述副边电路的输出电压和/或输出电流；驱动单元，所述驱动单元电连接所述原边控制单元并接收所述指示第一开关关断时刻的信号，并且耦合至所述副边控制单元并接收所述指示第一开关开通时刻的信号，以根据所述指示第一开关开通时刻的信号和第一开关关断时刻的信号生成驱动信号，输出至所述第一开关的控制端。
[0016]在一实施例中，所述原边电路和所述副边电路分别连接不同的接地端，所述不同的接地端之间电气隔离。
[0017]在一实施例中，所述原边控制单元连接所述第一开关的控制端，并接收所述驱动信号作为所述第一信号。
[0018]在一实施例中，原边控制单元还包括退磁检测电路，所述退磁检测电路连接所述第一开关的所述控制端，并产生退磁检测信号作为所述第一信号。
[0019]在一实施例中，所述隔离型开关变换器控制系统还包括辅助绕组，所述辅助绕组耦合于所述变压器，所述辅助绕组一端连接所述原边电路的接地端，另一端连接所述原边控制单元，所述原边控制单元接收所述辅助绕组的电压作为所述第一信号。
[0020]在一实施例中，所述原边控制单元包括第一比较电路，所述第一比较电路分别接收基准频率信号和所述第一信号并进行比较，根据比较结果产生指示第一开关关断时刻的信号。
[0021]在一实施例中，所述基准频率信号包括一个表征基准开关频率的值；当所述第一开关的开关频率低于所述基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被提前，直至所述第一开关的导通时间等于一最小导通时间；当所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，用于控制隔离型开关变换器，所述隔离型开关变换器包括原边电路、副边电路和耦合在原边电路和副边电路之间并提供电气隔离的变压器，其特征在于，所述控制电路包括:原边控制单元，所述原边控制单元电连接所述原边电路，并接收第一信号，以产生指示第一开关关断时刻的信号，其中，所述第一信号表征设置在原边电路的第一开关的开关频率；副边控制单元，所述副边控制单元电连接所述副边电路，并接收第二信号，以产生指示第一开关开通时刻的信号，其中，所述第二信号表征所述副边电路的输出电压和/或输出电流；驱动单元，所述驱动单元电连接所述原边控制单元并接收所述指示第一开关关断时刻的信号，并且耦合至所述副边控制单元并接收所述指示第一开关开通时刻的信号，以根据所述指示第一开关开通时刻的信号和第一开关关断时刻的信号生成驱动信号，输出至所述第一开关的控制端。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述原边控制单元连接所述第一开关的所述控制端，并接收所述驱动信号作为所述第一信号。3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，原边控制单元还包括退磁检测电路，所述退磁检测电路连接所述第一开关的所述控制端，并产生退磁检测信号作为所述第一信号。4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述隔离型开关变换器还包括辅助绕组，所述辅助绕组耦合于所述变压器，所述辅助绕组一端连接所述原边电路的接地端，另一端连接所述原边控制单元，所述原边控制单元接收所述辅助绕组的电压作为所述第一信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述原边控制单元包括第一比较电路，所述第一比较电路分别接收基准频率信号和所述第一信号并进行比较，根据比较结果产生指示第一开关关断时刻的信号。6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述基准频率信号包括一个表征基准开关频率的值；当所述第一开关的开关频率低于所述基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被提前，直至所述第一开关的导通时间等于一最小导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一最大导通时间。7.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述基准频率信号包括表征第一基准开关频率的值、表征第二基准开关频率的值，所述第一基准开关频率低于所述第二基准开关频率；当所述第一开关的开关频率低于所述第一基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被提前，直至所述第一开关的导通时间等于一最小导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述第一基准开关频率且小于所述第二基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一中位导通时间；当所述第一开关的开关频率高于所述第二基准开关频率时，所述第一开关的关断时刻被延后，直至所述第一开关的导通时间等于一最大导通时间。8.如权利要求6或7所述的控制电路，其特征在于，所述基准频率信号根据所述隔离型
开关变换器的输入电压和输出电压中的至少一个进行调节。9.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，当所述输入电压低于一预设低值，所述基准频率信号降低；当所述输入电压高于一预设高值，所述基准频率信号升高。10.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，当所述第一开关的导通时间等于所述最小导通时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜小茹，郭艳梅，郑曰，朱建培，江儒龙，朱臻，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：