一种反激变换器的控制系统技术方案

本申请实施例提供一种反激变换器的控制系统。该反激变换器包括初级功率回路和与初级功率回路耦合的次级功率回路，该控制系统包括：初级控制电路、次级控制电路和控制信号采集电路；次级控制电路的第一端电连接次级功率回路，次级控制电路的第二端电连接次级功率回路的控制端，控制信号采集电路的第一端电连接初级功率回路，控制信号采集电路的第二端电连接初级控制电路的第一端，初级控制电路的第二端电连接初级功率回路的控制端；次级功率回路，用于生成初始控制信号；初级功率回路，用于耦合初始控制信号，得到耦合控制信号；控制信号采集电路，用于基于耦合控制信号，得到采样控制信号的控制系统。该控制系统能够兼顾低成本和高精度控制。本和高精度控制。本和高精度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种反激变换器的控制系统


[0001]本申请实施例涉及反激变换器
，尤其涉及一种反激变换器的控制系统。

技术介绍

[0002]反激变换器由功率变压器来实现功率传输以及初级、次级之间的电气隔离，当功率变压器的初级绕组被直流脉冲电压激励时，功率变压器的次级绕组不会向负载提供功率输出，而在功率变压器初级绕组的激励电压被关断时，才会向负载提供功率输出。反激变换器在低成本隔离电源中应用非常广泛，并且随着小型化和高效化要求的不断提升，反激变换器的各种控制拓扑也在持续的演进。
[0003]现有技术中，通常可以采样两种方式来控制反激变换器的输出电流、输出电压或者功率，其中，一种方式为：次级控制方式，从次级直接采样输出信息，次级控制电路基于次级直接采样输出信息得到误差信号或控制信号，再由光隔离、磁隔离、电容隔离等方式，将误差信号或控制信号传递到初级控制电路，以使初级控制电路控制初级开关管。另一种方式为：初级控制方式，从初级间接采样输出信息，初级控制电路基于初级间接采样输出信息控制初级开关管。
[0004]然而，若采用次级控制方式，需要额外的隔离器件，导致成本增加；若采用初级控制方式，采样信息为间接采样得到的，导致控制精度较低，如此，采用现有技术无法兼顾低成本和高精度控制。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种反激变换器的控制系统，能够实现控制系统的低成本，同时能够实现对反激变换器的较高精度的控制。
[0006]本申请实施例提供了一种反激变换器的控制系统，反激变换器包括：初级功率回路和次级功率回路，所述初级功率回路与所述次级功率回路耦合，所述控制系统包括：初级控制电路、次级控制电路和控制信号采集电路；
[0007]所述次级控制电路的第一端电连接所述次级功率回路，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级功率回路的控制端，所述控制信号采集电路的第一端电连接所述初级功率回路，所述控制信号采集电路的第二端电连接所述初级控制电路的第一端，所述初级控制电路的第二端电连接所述初级功率回路的控制端；
[0008]所述次级功率回路，用于生成初始控制信号；
[0009]所述初级功率回路，用于耦合所述初始控制信号，得到耦合控制信号；
[0010]所述控制信号采集电路，用于基于所述耦合控制信号，得到采样控制信号。
[0011]一些实施例中，所述初级功率回路包括：初级绕组和初级开关管，所述次级功率回路包括：次级绕组和次级开关管；
[0012]所述初级绕组与所述次级绕组耦合，所述初级绕组的第一端电连接输入电压和所述控制信号采集电路的第一子端，所述初级绕组的第二端电连接所述初级开关管的第一端
和所述控制信号采集电路的第二子端，所述初级开关管的控制端电连接所述初级控制电路的第二端，所述初级开关管的第二端均接地；其中，所述控制信号采集电路的第一端包括所述第一子端和所述第二子端；
[0013]所述次级绕组的第一端电连接所述反激变换器的输出端和所述次级控制电路的第一端，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级开关管的控制端，所述次级绕组的第二端电连接所述次级开关管的第一端和所述次级控制电路的第三端，所述次级开关管的第二端接地；
[0014]所述控制信号采集电路，用于采集所述初级绕组的第一端电压和所述初级绕组的第二端电压，并对所述初级绕组的第一端电压和所述初级绕组的第二端电压进行差分，得到所述采样控制信号。
[0015]一些实施例中，所述初级功率回路包括：初级绕组、辅助绕组和初级开关管，所述次级功率回路包括：次级绕组和次级开关管；
[0016]所述初级绕组和所述辅助绕组均与所述次级绕组耦合，所述初级绕组的第一端电连接输入电压，所述初级绕组的第二端电连接所述初级开关管的第一端，所述辅助绕组的第一端电连接所述控制信号采集模块的第一端，所述初级开关管的第二端和所述辅助绕组的第二端均接地，所述初级开关管的控制端电连接所述初级控制电路的第二端；
[0017]所述次级绕组的第一端电连接所述反激变换器的输出端和所述次级控制电路的第一端，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级开关管的控制端，所述次级绕组的第二端电连接所述次级开关管的第一端和所述次级控制电路的第三端，所述次级开关管的第二端接地；
[0018]所述控制信号采集电路，用于采集所述辅助绕组的第一端电压，得到所述采样控制信号。
[0019]一些实施例中，所述次级控制电路包括：电压采样模块、运算放大器和次级控制驱动模块；
[0020]所述电压采样模块的输入端电连接所述次级绕组的第一端，所述电压采样模块的输出端电连接所述运算放大器的第一输入端，所述运算放大器的第二输入端电连接参考电压，所述运算放大器的输出端电连接所述次级控制驱动模块的第一输入端，所述次级控制驱动模块的第二输入端电连接所述次级开关管的第一端，所述次级控制驱动模块的输出端电连接所述次级开关管的控制端；
[0021]所述电压采样模块，用于获取所述反激变换器的输出采样电压；
[0022]所述运算放大器，用于比较所述参考电压和所述输出采样电压，并基于比较结果得到误差控制信号；
[0023]所述次级控制驱动模块，用于基于所述误差控制信号和所述次级开关管的第一端电压，生成次级控制信号。
[0024]一些实施例中，所述次级控制电路还包括：同步控制模块；
[0025]所述同步控制模块的输入端电连接所述次级开关管的第一端，所述同步控制模块的输出端电连接所述次级控制驱动模块的第二输入端；
[0026]所述同步控制模块，用于基于所述次级开关管的第一端电压，生成同步控制信号；
[0027]所述次级控制驱动模块，用于基于所述同步控制信号和所述误差控制信号，生成
所述次级控制信号；其中，在所述次级控制信号的作用下，所述次级开关管与所述次级开关管中的体二极管同步通断。
[0028]一些实施例中，所述次级控制驱动模块包括：次级控制单元和次级驱动单元；
[0029]所述次级控制单元的第一输入端和所述次级驱动单元的第二输入端均电连接所述次级开关管的第一端，所述次级控制单元的第二输入端电连接所述运算放大器的输出端，所述次级控制单元的输出端电连接所述次级驱动单元的第一输入端，所述次级驱动单元的输出端电连接所述次级开关管的控制端；
[0030]所述次级控制单元，用于基于所述误差控制信号和所述次级开关管的第一端电压，生成输出控制信号；
[0031]所述次级驱动单元，用于在所述次级开关管的第一端电压最小时，输出所述输出控制信号，得到所述次级控制信号。
[0032]一些实施例中，所述次级控制单元包括：谷值检测电路和谷底控制电路；
[0033]所述谷值检测电路的输入端电连接所述次级开关管的第一端，所述谷值检测电路的输出端电连接所述谷底控制电路的第一输入端，所述谷底控制电路的第二输入端电连接所述运算放大器的输出端，所述谷底控制电路的输出端电连接所述次级驱动单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反激变换器的控制系统，所述反激变换器包括：初级功率回路和次级功率回路，所述初级功率回路与所述次级功率回路耦合，其特征在于，所述控制系统包括：初级控制电路、次级控制电路和控制信号采集电路；所述次级控制电路的第一端电连接所述次级功率回路，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级功率回路的控制端，所述控制信号采集电路的第一端电连接所述初级功率回路，所述控制信号采集电路的第二端电连接所述初级控制电路的第一端，所述初级控制电路的第二端电连接所述初级功率回路的控制端；所述次级功率回路，用于生成初始控制信号；所述初级功率回路，用于耦合所述初始控制信号，得到耦合控制信号；所述控制信号采集电路，用于基于所述耦合控制信号，得到采样控制信号。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述初级功率回路包括：初级绕组和初级开关管，所述次级功率回路包括：次级绕组和次级开关管；所述初级绕组与所述次级绕组耦合，所述初级绕组的第一端电连接输入电压和所述控制信号采集电路的第一子端，所述初级绕组的第二端电连接所述初级开关管的第一端和所述控制信号采集电路的第二子端，所述初级开关管的控制端电连接所述初级控制电路的第二端，所述初级开关管的第二端均接地；其中，所述控制信号采集电路的第一端包括所述第一子端和所述第二子端；所述次级绕组的第一端电连接所述反激变换器的输出端和所述次级控制电路的第一端，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级开关管的控制端，所述次级绕组的第二端电连接所述次级开关管的第一端和所述次级控制电路的第三端，所述次级开关管的第二端接地；所述控制信号采集电路，用于采集所述初级绕组的第一端电压和所述初级绕组的第二端电压，并对所述初级绕组的第一端电压和所述初级绕组的第二端电压进行差分，得到所述采样控制信号。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述初级功率回路包括：初级绕组、辅助绕组和初级开关管，所述次级功率回路包括：次级绕组和次级开关管；所述初级绕组和所述辅助绕组均与所述次级绕组耦合，所述初级绕组的第一端电连接输入电压，所述初级绕组的第二端电连接所述初级开关管的第一端，所述辅助绕组的第一端电连接所述控制信号采集模块的第一端，所述初级开关管的第二端和所述辅助绕组的第二端均接地，所述初级开关管的控制端电连接所述初级控制电路的第二端；所述次级绕组的第一端电连接所述反激变换器的输出端和所述次级控制电路的第一端，所述次级控制电路的第二端电连接所述次级开关管的控制端，所述次级绕组的第二端电连接所述次级开关管的第一端和所述次级控制电路的第三端，所述次级开关管的第二端接地；所述控制信号采集电路，用于采集所述辅助绕组的第一端电压，得到所述采样控制信号。4.根据权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，所述次级控制电路包括：电压采样模块、运算放大器和次级控制驱动模块；所述电压采样模块的输入端电连接所述次级绕组的第一端，所述电压采样模块的输出
端电连接所述运算放大器的第一输入端，所述运算放大器的第二输入端电连接参考电压，所述运算放大器的输出端电连接所述次级控制驱动模块的第一输入端，所述次级控制驱动模块的第二输入端电连接所述次级开关管的第一端，所述次级控制驱动模块的输出端电连接所述次级开关管的控制端；所述电压采样模块，用于获取所述反激变换器的输出采样电压；所述运算放大器，用于比较所述参考电压和所述输出采样电压，并基于比较结果得到误差控制信号；所述次级控制驱动模块，用于基于所述误差控制信号和所述次级开关管的第一端电压，生成次级控制信号。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述次级控制电路还包括：同步控制模块；所述同步控制模块的输入端电连接所述次级开关管的第一端，所述同步控制模块的输出端电连接所述次级控制驱动模块的第二输入端；所述同步控制模块，用于基于所述次级开关管的第一端电压，生成同步控制信号；所述次级控制驱动模块，用于基于所述同步控制信号和所述误差控制信号，生成所述次级控制信号；其中，在所述次级控制信号的作用下，所述次级开关管与所述次级开关管中的体二极管同步通断。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，高建龙，冯林，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：