用于准谐振开关电源的频率软钳位系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种用于准谐振开关电源的频率软钳位系统及方法，所述系统通过检测设定时间范围内的开关频率，来选定后续设定时间范围内功率开关锁定在某个谷底导通，以达到开关频率限定在某个范围并且在设定时间内锁定在某个谷底导通。本发明专利技术提出的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统及方法，可以有效避免功率开关轮流在相邻的两个谷底导通，在一定时间范围内锁定在某个谷底导通，从而有有效避免了音频噪声，并且开关频率限定在某个范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路术领域，涉及ー种准谐振开关电源，尤其涉及ー种用于准谐振开关电源的频率软钳位系统；同时，本专利技术还涉及ー种用于准谐振开关电源的频率软钳位方法。
技术介绍
随着电子设备的日益小型化以及计算机、通信业和航空航天业等的发展，对电源的要求也日益提高，电源的小型化和高频化成了电源的必然发展趋势。在开关电源小型化和高频化的进程中，开关损耗是制约其发展的ー个重要因素。传统脉宽调整开关电源在高频工作时的开关损耗使其开关频率不能进一步提尚，从而体积不能减小。近年来，减小闻频开关损耗的各种软开关技术受到了人们的青睐，软开关技术使高频开关管工作在零开关状态，从而大大减小了开关损耗，提高了开关变换器的效率。准谐振开关技术结合了谐振技术和PWM技术的优点，代表了开关电源的一个发展方向。准谐振开关的优势包括了降低导通损耗，但缺点是频率随负载减小而増大。转换器的关断损耗随频率的增大而变得严重，尤其在轻载时上述效应会降低效率。一般准谐振开关采用了ー种“频率钳位”来弥补准谐振控制器固有的这种缺陷。控制器需要等待最短时间，对应最大频率，然后开关在下ー个波谷时导通，这种方法可以提高轻载下的效率。图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于，所述系统通过检测设定时间范围内的开关频率，来选定后续设定时间范围内功率开关锁定在某个谷底导通，以达到开关频率限定在某个范围并且在设定时间内锁定在某个谷底导通。2.根据权利要求I所述的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于 所述频率软钳位系统包括 谷底检测器，用以检测变压器消磁后主电感与功率开关的寄生电容的自由LC谐振波形的谷底，谷底检测器在这个谐振波形的谷底或接近谷底的时刻输出一个脉冲信号； 谷底选定控制器，用以通过检测设定时间范围内的开关频率，在后续设定时间范围输出表征需在第几个谷底导通的控制信号到一功率开关打开触发信号发生器； 功率开关打开触发信号发生器，用以根据所述谷底检测器的输出和谷底选定控制器的输出，在谷底选定控制器所选定的谷底输出触发信号，用以触发功率开关开启。3.根据权利要求I所述的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于 所述频率软钳位系统包括 振荡器，用以为双向计数器提供时钟信号； 第一频率比较器，用来判决Gate端口的频率是否低于第一频率信号f_ref_L ；Gate端口为驱动信号输出端口，用来驱动功率开关，控制功率开关的导通和关闭； 第二频率比较器，用以判决Gate端口的频率是否高于第二频率信号f_ref_H ； 软钳频双向计数器，用以根据第二频率比较器和第一频率比较器输出，在每个时钟周期开始其输出进行或加一或减一操作；如果在整个时钟周期内都接收到是第二频率比较器的表征频率高于第二频率信号的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行加一操作；如果在整个时钟周期内至少接收到一次第一频率比较器的表征频率小于第一频率信号f_ref_L的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行减一操作； 谷底检测器，用以检测变压器消磁后主电感与功率开关的寄生电容的自由LC谐振波形的谷底，谷底检测器在这个谐振波形的谷底或接近谷底的时刻输出一个脉冲信号； 功率开关打开触发信号发生器，用以根据谷底检测器的输出和软钳频双向计数器的输出，当在软钳频双向计数器输出值所对应的谷底时刻，输出一个触发号，用以触发功率开关开启。4.根据权利要求I所述的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于 所述频率软钳位系统包括 N次分频器，用以对Gate端口的输入信号进行N次分频，分频输出信号作为双向计数器提供时钟信号；Gate端口为驱动信号输出端口，用来驱动功率开关，控制功率开关的导通和关闭； 第一频率比较器，用以判决Gate端口的频率是否低于第一频率信号f_ref_L ； 第二频率比较器，用以判决Gate端口的频率是否高于第二频率信号f_ref_H ； 软钳频双向计数器根据第二频率比较器和第一频率比较器输出，在每个时钟周期开始其输出进行或加一或减一操作；如果在整个时钟周期内都接收到是第二频率比较器的表征频率高于第二频率信号f_ref_H的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行加一操作；如果在整个时钟周期内至少接收到一次第一频率比较器的表征频率小于第一频率信号f_ref_L的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行减一操作；谷底检测器用来检测变压器消磁后主电感与功率开关的寄生电容的自由LC谐振波形的谷底，谷底检测器在这个谐振波形的谷底或接近谷底的时刻输出一个脉冲信号； 功率开关打开触发信号发生器根据谷底检测器的输出和软钳频双向计数器的输出，当在软钳频双向计数器输出值所对应的谷底时刻，输出一个触发号，用以触发功率开关开启。5.根据权利要求I所述的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于 所述频率软钳位系统包括 参考频率发生器，用以根据FB端口的输入信号，为第一频率比较器和第二频率比较器提供参考信号第一频率信号f_ref_L、第二频率信号参考信号第一频率信号f_ref_L、第二频率信号受FB端口控制；FB端口为反馈端口，用以接收反馈信号； N次分频器，用以对Gate端口的输入信号进行N次分频，分频输出信号作为双向计数器提供时钟信号； 第一频率比较器，用以判决Gate端口的频率是否低于第一频率信号f_ref_L ；Gate端口为驱动信号输出端口，用来驱动功率开关，控制功率开关的导通和关闭； 第二频率比较器，用以判决Gate端口的频率是否高于第二频率信号f_ref_H ； 软钳频双向计数器，用以根据第二频率比较器和第一频率比较器输出，在每个时钟周期开始其输出进行或加一或减一操作；如果在整个时钟周期内都接收到是第二频率比较器的表征频率高于第二频率信号的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行加一操作；如果在整个时钟周期内至少接收到一次第一频率比较器的表征频率小于第一频率信号f_ref_L的信号，那么在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行减一操作； 谷底检测器，用以检测变压器消磁后主电感与功率开关的寄生电容的自由LC谐振波形的谷底，谷底检测器在这个谐振波形的谷底或接近谷底的时刻输出一个脉冲信号； 功率开关打开触发信号发生器，用以根据谷底检测器的输出和软钳频双向计数器的输出，当在软钳频双向计数器输出值所对应的谷底时刻，输出一个触发号，用以触发功率开关开启。6.根据权利要求I所述的用于准谐振开关电源的频率软钳位系统，其特征在于 所述频率软钳位系统包括=PWM比较器、前沿消隐、RS触发器、过流保护器、软启动、驱动级、参考频率发生器，N次分频器，第一频率比较器，第二频率比较器，双向计数器，谷底检测器，功率开关打开触发信号发生器； 参考频率发生器根据FB端口的输入信号，为第一频率比较器和第二频率比较器提供参考信号第一频率信号f_ref_L、第二频率信号参考信号第一频率信号f_ref_L、第二频率信号f_ref_H受FB端口控制；FB端口为反馈端口，用以接收反馈信号； N次分频器对Gate端口的输入信号进行N次分频，分频输出信号作为双向计数器提供时钟信号； 第一频率比较器用来判决Gate的频率是否低于第一频率信号f_ref_L ； 第二频率比较器用来判决Gate的频率是否高于第二频率信号f_ref_H ； 软钳频双向计数器根据第二频率比较器和第一频率比较器输出，在每个时钟周期开始其输出进行或加一或减一操作；如果在整个时钟周期内都接收到是第二频率比较器的表征频率高于第二频率信号f_ref_H的信号，则在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行加一操作；如果在整个时钟周期内至少接收到一次第一频率比较器的表征频率小于第一频率信号f_ref_L的信号，则在下个周期开始软钳频双向计数器的输出进行减一操作； 谷底检测器用来检测变压器消磁后主电感与功率开关的寄生电容的自由LC谐振波形的谷底，谷底检测器在这个谐振波形的谷底或接近谷底的时刻输出一个脉冲信号； 功率开关打开触发信号发生器根据谷底检测器的输出和软钳频双向计数器的输出，当在软...

【专利技术属性】
技术研发人员：职春星，林官秋，叶俊，李茂，
申请(专利权)人：佛山市南海赛威科技技术有限公司，
类型：发明
国别省市：