反激变换器中磁场干扰的检测方法及其电路技术

一种反激变换器中磁场干扰的检测方法及其电路，通过检测原边电流占空比D与参考电压V0的乘积V0*D，无磁场干扰时的V0*D作为预设值Vref0，对Vref0进行分压，Vref0的二分之一为第一阈值Vref1，Vref0的四分之一为第二阈值Vref2，Vref0的八分之一为第三阈值Vref3；当检测的V0*D小于Vref1时，将反激变换器的工作频率提高二倍；当参考电压

【技术实现步骤摘要】
反激变换器中磁场干扰的检测方法及其电路


[0001]本专利技术涉及开关电源，具体涉及一种反激变换器中磁场干扰的检测方法及其电路。

技术介绍

[0002]开关电源中反激变换器的输入功率与其原边峰值电流、励磁电感感值及其工作频率皆成正比。开关电源中反激变换电路的拓扑结构如图1所示，其中Lm表示变压器的励磁电感，输入信号Vin为交流信号，D1、D2、D3、D4构成二极管整流桥，对输入信号Vin整流；R1、R2、R3、R4和电容C1、C2构成滤波网络，滤除输入信号中的噪声；R5、C3和D5构成RCD吸收电路，抑制电路工作过程中的尖刺电压；M1为功率管，导通时原边能量通过变压器传递给副边；R12为采样电阻，实现对原边电流的采样；副边电路中，D6为续流二极管，C4为稳压电容，TL431为可控精密稳压源，D01、R8、R6实现TL431的供电，R9和R10构成电阻分压，为TL431提供输入，R7与C5构成TL431的补偿网络；I0表示反激变换电路中的功率管栅极控制器，其内部电路结构拓扑如图2所示，VDD由输入信号通过辅助绕组提供，作为I0的供电信号，Comp是反馈信号，反映输出电压的变化，CS为原边峰值电流采样信号，实现对功率管电流的实时采样。DR为功率管栅极的驱动信号，由Comp和CS共同控制。当输出功率下降时，反馈信号Comp随之减小，使DR的占空比增大，进而增大功率管M1在每周期内的导通时间，以维持输出功率的恒定。励磁电感的感值受外界磁场的影响，外加强磁场时，励磁电感的感值会由于电磁感应而降低，进而会导致输入功率的下降。反映在原边电流上，若电流采用峰值电流恒定技术，则原边导通时间ton会减小，进而使占空比D减小。原边占空比的减小会使每周期内原边向副边传输的功率减小，进而使输出平均电流和输出功率降低。
[0003]参看图3，反激变换电路工作在断续工作模式DCM下，工作频率固定，Gon由功率管栅极控制器I0产生，为功率管M1栅极的控制信号，该信号的占空比由控制器决定。SW为M1的漏极电压信号，原边导通时SW为低电平，续流时SW为高电平，续流结束后变压器的漏感与功率管的漏源电容在原边发生次谐波振荡。无磁场干扰(正常磁场情况下定义为无磁场干扰)时，原边电流导通时间与次边电流续流时间保持不变，Gon信号的占空比在不同周期内不发生变化，原边电流Ip与次边电流Is的脉冲宽度均保持不变；磁场干扰(非正常的较强磁场)发生后，励磁电感的感值减小，原边电流导通时间与次边电流续流时间都减小，使SW的波形也受到调制。Gon信号占空比减小，原边电流Ip与次边电流Is的脉冲宽度均减小，进而导致输出功率下降。将Gon与参考电平相乘，该乘积会在磁场干扰信号到来后下降，参看图4。
[0004]以上现有技术无法避免非正常强磁场干扰对励磁电感Lm感值的影响，缺乏对磁场干扰有效的检测机制，无法避免励磁电感Lm感值下降导致的输出功率下降。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种反激变换器中磁场干扰的检测方法及其电路，用于在开关电源系统中，对反激变换器进行实时监测，判断其是否受到
磁场干扰，若检测到磁场干扰信号，则相应提升电路的工作频率，使电路维持稳定的输出功率维持恒定。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种反激变换器中磁场干扰的检测方法，其特征在于：对反激变换器进行实时监测，判断其是否受到磁场干扰，若检测到磁场干扰信号，则相应提升反激变换器的工作频率，使反激变换器维持稳定的输出功率；
[0007]包括以下步骤：
[0008]第一步，在反激变换器工作时，检测原边电流占空比D与参考电压V0的乘积V0*D，其中V0为受负载控制的副边反馈电压，将V0*D作为反激变换器受磁场干扰程度的量度；
[0009]第二步，将存在正常磁场的情况定义为无磁场干扰，此时的V0*D作为预设值，记为Vref0并储存，对预设值Vref0通过电阻进行分压，设定相应的分压电阻值，将Vref0的二分之一定义为第一阈值Vref1，将Vref0的四分之一定义为第二阈值Vref2，将Vref0的八分之一定义为第三阈值Vref3；
[0010]第三步，当检测的V0*D小于第一阈值Vref1时，将反激变换器工作频率提高至第一加载频率，即反激变换器原始工作频率的二倍；当参考电压
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占空比积V0*D小于第二阈值Vref2时，将反激变换器工作频率提高至第二加载频率，即反激变换器原始工作频率的四倍；当参考电压
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占空比积V0*D小于第三阈值Vref3时，将反激变换器工作频率提高至第三加载频率，即反激变换器原始工作频率的八倍。
[0011]进一步地，所述第三步中，将反激变换器工作频率提高至第一加载频率、第二加载频率、第三加载频率的方法如下：
[0012]第一步，将检测的V0*D分别通过第一阈值判决电路、第二阈值判决电路和第三阈值判决电路与第一阈值Vref1、第二阈值Vref2和第三阈值Vref3对应进行比较，第一阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN1，第二阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN2，第三阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN3；
[0013]第二步，将使能信号EN1、使能信号EN2和使能信号EN3作为调频电路的三个输入信号，调频电路输出频率即是反激变换器的工作频率；当使能信号EN1为高电平，EN2和EN3为低电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第一加载频率，当使能信号EN1和EN2为高电平，EN3为低电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第二加载频率，当使能信号EN1、EN2和EN3均为高电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第三加载频率。
[0014]根据上述反激变换器中磁场干扰的检测方法所设计的检测电路，其特征在于：包括V0*D产生电路、阈值判决电路和调频电路；
[0015]V0*D产生电路包括开关S1、开关S2以及电容C8、电容C9和电阻R13，开关S1的一端连接参考电压V0，开关S1的另一端连接开关S2的一端以及电容C8的一端和电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接电容C9的一端并输出信号V0*D，开关S1的控制端连接功率管M1的栅极控制信号GON，开关S2的控制端连接功率管M1的栅极控制信号GON的反信号GONB，开关S2的另一端以及电容C8的另一端和电容C9的另一端均接地；
[0016]阈值判决电路包括乘法器以及三个比较器Comp1、Comp2、Comp3和四个分压电阻R14、R15、R16和R17，比较器Comp1、Comp2和Comp3分别对应为第一阈值判决电路、第二阈值判决电路和第三阈值判决电路，乘法器的两个输入端分别连接原边电流占空比D和参考电
压V0的实时检测值，乘法器的输出同时连接比较器Comp1的负端、比较器Comp2的负端和比较器Comp3的负端，预设值Vref0通过电阻R14依次串联电阻R15、电阻R16和电阻R17后接地，设定电阻R1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激变换器中磁场干扰的检测方法，其特征在于：对反激变换器进行实时监测，判断其是否受到磁场干扰，若检测到磁场干扰信号，则相应提升反激变换器的工作频率，使反激变换器维持稳定的输出功率；包括以下步骤：第一步，在反激变换器工作时，检测原边电流占空比D与参考电压V0的乘积V0*D，其中V0为受负载控制的副边反馈电压，将V0*D作为反激变换器受磁场干扰程度的量度；第二步，将存在正常磁场的情况定义为无磁场干扰，此时的V0*D作为预设值，记为Vref0并储存，对预设值Vref0通过电阻进行分压，设定相应的分压电阻值，将Vref0的二分之一定义为第一阈值Vref1，将Vref0的四分之一定义为第二阈值Vref2，将Vref0的八分之一定义为第三阈值Vref3；第三步，当检测的V0*D小于第一阈值Vref1时，将反激变换器工作频率提高至第一加载频率，即反激变换器原始工作频率的二倍；当参考电压
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占空比积V0*D小于第二阈值Vref2时，将反激变换器工作频率提高至第二加载频率，即反激变换器原始工作频率的四倍；当参考电压
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占空比积V0*D小于第三阈值Vref3时，将反激变换器工作频率提高至第三加载频率，即反激变换器原始工作频率的八倍。2.根据权利要求1所述的反激变换器中磁场干扰的检测方法，其特征在于：所述第三步中，将反激变换器工作频率提高至第一加载频率、第二加载频率、第三加载频率的方法如下：第一步，将检测的V0*D分别通过第一阈值判决电路、第二阈值判决电路和第三阈值判决电路与第一阈值Vref1、第二阈值Vref2和第三阈值Vref3对应进行比较，第一阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN1，第二阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN2，第三阈值判决电路输出的比较结果定义为使能信号EN3；第二步，将使能信号EN1、使能信号EN2和使能信号EN3作为调频电路的三个输入信号，调频电路输出频率即是反激变换器的工作频率。3.根据权利要求2所述的反激变换器中磁场干扰的检测方法，其特征在于：所述第二步中，当使能信号EN1为高电平，EN2和EN3为低电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第一加载频率，当使能信号EN1和EN2为高电平，EN3为低电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第二加载频率，当使能信号EN1、EN2和EN3均为高电平时，调频电路输出将反激变换器的工作频率提高至第三加载频率。4.根据权利要求1所述的反激变换器中磁场干扰的检测方法所设计的检测电路，其特征在于：包括V0*D产生电路、阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：段如玉，周臻研，张洪俞，
申请(专利权)人：南京微盟电子有限公司，
类型：发明
国别省市：