用于控制谐振变换器的控制器制造技术

本发明专利技术公开一种用于控制谐振变换器的控制器。控制器包括：耦合至电源的第一感测引脚，用于接收指示谐振变换器的输入电压的电平的第一感测信号；耦合至谐振变换器的第二感测引脚，用于接收指示谐振变换器的输入电流的电平的第二感测信号；通过反馈电路耦合至谐振变换器的用于接收反馈信号的反馈引脚，反馈信号指示谐振变换器的输出电压的电平；耦合至谐振变换器的第一驱动引脚和第二驱动引脚，分别用于控制谐振变换器的高侧开关和低侧开关。控制器用于：根据第一感测信号生成补偿信号，将补偿信号与第二感测信号的峰值比较以生成第一比较结果，将反馈信号与阈值比较以生成第二比较结果，并根据第一比较结果和第二比较结果控制高侧开关和低侧开关。高侧开关和低侧开关。高侧开关和低侧开关。

【技术实现步骤摘要】
用于控制谐振变换器的控制器


[0001]本专利技术涉及电子器件控制领域，具体涉及一种用于控制谐振变换器的控制器。

技术介绍

[0002]传统的谐振变换器通过控制谐振变换器中的开关电路的频率来将输入电压转换为输出电压。当谐振变换器工作在感性区时，由于谐振变换器的增益随着频率的增加而减小，谐振变换器的输出电压会随着频率增加而减小，其中该增益为输出电压与输入电压的比值。另一方面，当频率进一步增加时，增益的下降速度变得不那么明显，这意味着当需要较低的输出电压时，很难在频率高于某个值(例如，大于100KHz)的条件下降低输出电压。因此，如果谐振变换器接收的输入电压较高但需要一个较低的输出电压，则谐振变换器可能无法有效地将其输出电压调节到目标电平。因此，传统的谐振变换器仅适用于在窄输入电压范围内工作(例如，90V
AC
至145V
AC
)。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于控制谐振变换器的控制器，能够使谐振变换器在更宽的输入电压范围下工作，同时可以降低或消除音频噪声。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种用于控制谐振变换器的控制器。第一方面所述的控制器包括：耦合至电源的第一感测引脚，第一感测引脚用于接收第一感测信号，第一感测信号用于指示谐振变换器的输入电压的电平，输入电压由电源提供；耦合至谐振变换器的第二感测引脚，第二感测引脚用于接收第二感测信号，第二感测信号用于指示谐振变换器的输入电流的电平；通过反馈电路耦合至谐振变换器的反馈引脚，反馈引脚用于接收反馈信号，反馈信号用于指示谐振变换器的输出电压的电平；耦合至谐振变换器的第一驱动引脚，第一驱动引脚用于控制谐振变换器的高侧开关；以及，耦合至谐振变换器的第二驱动引脚，第二驱动引脚用于控制谐振变换器的低侧开关；其中，控制器用于：根据第一感测信号生成补偿信号，将补偿信号与第二感测信号的峰值进行比较以生成第一比较结果，将反馈信号与阈值比较以生成第二比较结果，并根据第一比较结果和第二比较结果控制高侧开关和低侧开关。
[0006]第二方面，本专利技术提供一种用于控制谐振变换器的控制器。第二方面所述的控制器包括：模式选择单元，用于：根据第一感测信号和第二感测信号在第一模式、第二模式和第三模式中选择模式，以及控制控制器在以被选择的模式运行，第一感测信号用于指示谐振变换器的输入电压的电平，其中第二感测信号用于指示谐振变换器的输入电流的电平；耦合至模式选择单元的峰值检测器，用于检测第二感测信号的峰值；以及耦合至模式选择单元的补偿单元，用于根据第一感测信号生成补偿信号，其中如果谐振变换器的输入电压在预设范围内，则补偿信号与第一感测信号负相关，其中，模式选择单元还用于：将补偿信号与第二感测信号的峰值进行比较以产生第一比较结果，将反馈信号与阈值进行比较以产
生第二比较结果，以及根据第一比较结果和第二比较结果确定被选择的模式，以及其中，反馈信号用于指示谐振变换器的输出电压的电平。
[0007]基于上述各个方面提供的实施例，本专利技术提供的实施例能够使谐振变换器在更宽的输入电压范围下工作，同时可以降低或消除音频噪声。
[0008]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或者重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1根据本专利技术实施例示出了包括由控制器110控制的谐振变换器的电路100；
[0011]图2根据本专利技术实施例示出了图1中的控制器110的框图；
[0012]图3根据本专利技术实施例示出了说明图2中的控制器110的操作流程图；
[0013]图4A根据本专利技术实施例示出了与第一模式相关的控制器110中的组件；
[0014]图4B根据本专利技术实施例示出了与第一模式相关的控制器110的信号波形；
[0015]图5A根据本专利技术实施例示出了与第二模式相关的控制器110中的组件；
[0016]图5B根据本专利技术实施例示出了与第二模式相关的控制器110的信号波形；
[0017]图6A根据本专利技术实施例示出了与第三模式相关的控制器110中的组件；
[0018]图6B根据本专利技术实施例示出了与第三模式相关的控制器110的信号波形。
具体实施方式
[0019]以下将对本专利技术的实施例给出详细的参考。尽管本专利技术通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖后附权利要求所定义的专利技术精神和专利技术范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0020]另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、部件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。
[0021]图1根据本专利技术实施例示出了包括由控制器110控制的谐振变换器的电路100。谐振变换器从电源101接收输入电压V
AC
，并将输入电压V
AC
转换为输出电压V
O
。谐振变换器包括开关电路、谐振回路和变压器T1。开关电路包括高侧开关Q1和低侧开关Q2。在运行过程中，高侧开关Q1的开启状态和低侧开关Q2的开启状态是互补的。换言之，当开关Q1开启时，开关Q2关闭，反之亦然。谐振回路包括第一谐振电感LR1、第二谐振电感LR2和谐振电容CR。
[0022]在一个实施例中，控制器110包括第一感测引脚HV、第二感测引脚CS、反馈引脚VFB、第一驱动引脚DRVH和第二驱动引脚DRVL。第一感测引脚HV耦合至电源101，用于接收第一感测信号HVIN，第一感测信号HVIN用于指示电源101提供的输入电压V
AC
的电平。第二感测引脚CS通过电流检测电路120耦合至谐振变换器。第二感测引脚CS接收第二感测信号INS。第二感测信号INS用于指示谐振变换器的输入电流I
IN
的电平，并能指示负载状况。反馈引脚
VFB通过反馈电路140耦合至谐振变换器的输出端，用于接收反馈信号FB，反馈信号FB用于指示谐振变换器的输出电压V
O
的电平。在一个实施例中，反馈电路140包括放大器102和光耦合器104。第一驱动引脚DRVH和第二驱动引脚DRVL耦合至高侧开关Q1和低侧开关Q2，分别用于控制(例如，开启或关闭)高侧开关Q1和低侧开关Q2。控制器110用于根据反馈信号FB调整高侧开关Q1的频率和低侧开关Q2的频率。
[0023]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制谐振变换器的控制器，其特征在于，所述控制器包括：耦合至电源的第一感测引脚，所述第一感测引脚用于接收第一感测信号，所述第一感测信号用于指示所述谐振变换器的输入电压的电平，所述输入电压由所述电源提供；耦合至所述谐振变换器的第二感测引脚，所述第二感测引脚用于接收第二感测信号，所述第二感测信号用于指示所述谐振变换器的输入电流的电平；通过反馈电路耦合至所述谐振变换器的反馈引脚，所述反馈引脚用于接收反馈信号，所述反馈信号用于指示所述谐振变换器的输出电压的电平；耦合至所述谐振变换器的第一驱动引脚，所述第一驱动引脚用于控制所述谐振变换器的高侧开关；以及，耦合至所述谐振变换器的第二驱动引脚，所述第二驱动引脚用于控制所述谐振变换器的低侧开关，其中，所述控制器用于：根据所述第一感测信号生成补偿信号，将所述补偿信号与所述第二感测信号的峰值进行比较以生成第一比较结果，将所述反馈信号与阈值比较以生成第二比较结果，并根据所述第一比较结果和所述第二比较结果控制所述高侧开关和所述低侧开关。2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述第二感测引脚的峰值检测器，所述峰值检测器用于检测所述第二感测信号的峰值。3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述第一感测引脚的补偿单元，所述补偿单元用于根据所述第一感测信号生成所述补偿信号，其中，如果所述谐振变换器的所述输入电压在预设范围内，则所述补偿信号与所述第一感测信号负相关。4.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还用于根据所述反馈信号调整所述高侧开关和所述低侧开关的频率。5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述控制器还用于根据所述第一比较结果和所述第二比较结果控制所述谐振变换器以第一模式、第二模式和第三模式工作，其中，在所述第一模式中，所述高侧开关和所述低侧开关交替开启和关闭，其中，在所述第二模式中，所述高侧开关和所述低侧开关在第一时间段交替开启和关闭，并且所述高侧开关和所述低侧开关在所述第一时间段之后的第二时间段关闭，并且其中，所述控制器还用于通过将所述反馈信号与具有第一频率的第一锯齿波信号进行比较来确定所述第一时间段的长度和所述第二时间段的长度，其中，在所述第三模式中，所述高侧开关和所述低侧开关在第三时间段交替开启和关闭，并且所述高侧开关和所述低侧开关在所述第三时间段之后的第四时间段关闭，并且其中，所述控制器还用于通过将所述反馈信号与具有第二频率的第二锯齿波信号进行比较来确定所述第三时间段的长度和所述第四时间段的长度，其中，所述第一频率大于所述第二频率，并且所述阈值为所述第一锯齿波信号的峰值。6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述第一感测引脚和所述第二感测引脚的模式选择单元，所述模式选择单元用于：根据所述第一感测信号和所述第二感测信号在所述第一模式、所述第二模式和所述第
三模式中选择模式，以及控制所述控制器以被选择的模式运行，其中，如果所述第二感测信号的峰值大于所述补偿信号并且所述反馈信号大于所述阈值，则所述模式选择单元选择所述第一模式，其中，如果所述第二感测信号的峰值大于所述补偿信号并且所述反馈信号小于所述阈值，则所述模式选择单元选择所述第二模式，以及其中，如果所述第二感测信号的峰值小于所述补偿信号，则所述模式选择单元选择所述第三模式。7.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一频率为所述第二频率的100倍。8.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述第一频率不小于20KHz。9.根据权利要求5或6所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述反馈引脚的频率控制单元，所述频率控制单元用于根据所述反馈信号生成频率控制信号；以及耦合至所述频率控制单元的压控振荡器，所述压控振荡器用于根据所述频率控制信号生成具有所述高侧开关和所述低侧开关的频率的切换信号。10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述压控振荡器的软开/关单元，其中，在所述第三模式中，所述软开/关单元用于在所述第三时间段开始时逐渐减小所述切换信号的频率，并且在所述第三时间段结束时逐渐增加所述切换信号的频率。11.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，还包括：耦合至所述模式选择单元的占空比控制单元；以及耦合至所述占空比控制单元和所述压控振荡器的驱动信号生成单元，其中，在所述第二模式中，所述占空比控制单元用于通过将所述反馈信号与所述第一锯齿波信号进行比较来生成占空比控制信号，并且所述驱动信号生成单元用于根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清泉，吴欣谚，李胜泰，林永霖，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：