电源转换器脉宽调变控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种电源转换脉宽调变控制电路及其控制方法，该脉宽调变控制电路包括虚拟电流涟波脉宽调变电路，并该虚拟电流涟波脉宽调变电路具有积分及直流偏压消除单元输入前述相节点电压信号及反应输出电压的信号，并产生位于直流参考电压位准的虚拟电流涟波参数信号，又包括相位合成单元令该虚拟电流涟波参数信号与输出电压信号斜率向量合成脉宽调变参数信号，又包括双轨参考电压位准产生单元产生上、下直流参考电压位准，并该脉宽调变参数信号与上、下直流参考电压位准比较产生脉宽调变信号输入前述驱动器。本发明专利技术不仅可以降低电源转换器的制作成本，亦可缩小电源供应器的体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤指一种免闭回路稳定补偿调整的脉宽调变控制电路及其控制方法。
技术介绍
电源转换器对于一般电子设备而言，占有举足轻重的地位，其转换电源以提供电子设备作动时所需电压。而对于使用者而言，电子设备工作时间的持续力，往往成为购买电子设备时，主要考虑因素之一，因此如何让电子设备可以长时间处于工作状态，已成为目前电源转换器的主要设计目标。目前电源转换器的设计主要是以交换式电源转换器(SwitchingPowerSupplies)为主，交换式电源转换器通过判断负载所需输出功率、输出电压或输出电流，利用脉冲宽度调制(PWM Pulse-width modulation)的手段,使得电源转换器在输出电能时,能较精准控制输出至负载的电能并供负载使用。因此交换式电源转换器使用时较不易产生多余的电能浪费，而得以节省电能的损耗。请参阅美国专利公告号US6433525的专利案，其为Intersil公司所提出一种交换式电源转换器，主要是利用侦测电感电流的电路来侦测电流的极性是否转变，并搭配利用计数器来测量负载的电流状态开始改变的时间，而选择电能的输出模式，因此当该交换式电源转换器处于高电流负载状态时，会选择脉宽调变调节控制电路来控制输出的电能；而在低电流负载状态时，会选择迟滞(涟漪)控制电路来控制输出的电能；从而来达成节省电能输出的目的，以延长电子设备持续工作的时间。但是，此种交换式电源转换器的计数器在侦测负载的电流状态变化，到选择适合的电能输出模式之间，会有一个时间落差，而造成交换式电源转换器无法准确配合负载的电流状态，来提供适合的电能，例如当负载由高电流状态转变成低电流状态时，会因为计数器工作时的时间误差，导致该交流式电源转换器仍旧使用迟滞(涟漪)调节控制电路来控制输出的电能，造成输出的电能无法配合负载所需，进而造成电能的损失。因此，此种利用计数器的交换式电源转换器，对于输出电能的调节效果较差，并且会产生多余的电能损耗。再加上此种交换式电源转换器的设计，脉宽调变控制电路为了得以稳定输出电源至负载，必须对输入负载的电源进行补偿调整，而需搭配迟滞(涟漪)调节控制电路、或其它电路，无法仅使用单一控制电路来达成稳定控制输出电压的效果，而造成此种交换式电源转换器的设计成本较高、体积较大，对于现在电子产品体积不断缩小的趋势下，此种电源转换器的设计实有必须改善的必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种可减小转换器输出侧电感、电容特性影响脉宽调变控制信号，并可具精确控制、成本降低功效。本专利技术涉及的转换器包含至少一上桥组件、一下桥组件，并该上、下桥组件电性连接输入电源，并该上、下桥组件经相节点连接，并相节点受由脉宽调变信号控制的驱动器动作以使上、下桥组件作开关切换动作，又该相节点连接输出电感、输出电容，并控制输出电感电流对输出电容充电产生输出电压，其中本专利技术的脉宽调变控制电路包括虚拟电流涟波脉宽调变电路，该虚拟电流涟波脉宽调变电路具有积分及直流偏压消除单元、相位合成单元以及双轨参考电压位准产生单元，该积分及直流偏压消除单元输入前述相节点电压信号及反应输出电压的信号，并产生位于直流参考电压位准的虚拟电流涟波参数信号，该相位合成单元使该虚拟电流涟波参数信号与输出电压信号斜率向量合成脉宽调变参数信号，该双轨参考电压位准产生单元产生上、下直流参考电压位准，并该脉宽调变参数信号与上、下直流参考电压位准比较产生脉宽调变信号输入前述驱动器。本专利技术的虚拟涟波电流脉宽调变电路包括一直流参考电压位准单元、一积分及直流偏压消除单元、一相位合成单元、一双轨参考电压位准产生单元、一脉宽调变产生单元，其中直流参考电压位准单元提供一参考直流电压位准；该积分及直流偏压消除单元输入端连接前述相节点电压信号，并连接参考电压位准单元，并使相节点电压信号的方波经积分及直流偏压消除以形成位于直流参考位准的三角波，并该三角波斜率可反应相节点电压信号变化；该相位合成单元接收积分及直流偏压消除单元输出的积分波形电压与转换器输出电压作比例叠加产生合成的近似三角波电压，并该电压作为脉宽调变参数信号；又该双轨参考电压位准产生单元的输入侧连接直流参考电压位准单元，并输出至脉宽调变产生单元，又该双轨参考电压位准产生单元产生对应参考电压位准电压正、负相同差值的双轨上、下直流参考电压，又该脉宽调变产生单元输入侧连接相位合成单元输出端及双轨参考电压位准产生单元输出端，并使由相位合成单元输入的脉宽调变参数信号与双轨参考电压位准产生单元的上直流参考位准、下直流参考位准比较，并产生脉宽调变信号，并该脉宽调变信号输入驱动器以控制上、下桥组件动作。这样，本专利技术通过该虚拟涟波电流脉宽调变电路来设计电源转换器，完全不需要精密的控制输出电感及滤波电容的组件特性阻抗与外加线路调整误差放大器的频率响应特性来达成高稳定度且容易使用的电源转换器设计，即可使该电源转换器不论处于高负载状态，或者低负载状态时，该虚拟涟波电流脉宽调变电路均可达到稳定电源输出的目的，不仅得以降低电源转换器的制作成本，亦可缩小电源供应器的体积，而解决先前技术的不足之处。本专利技术还提供一种免闭回路稳定补偿调整的脉宽调变控制方法，包括以下步骤a.取相节点的方波电压信号，并设直流参考电压位准，又该信号经积分及直流偏压消除处理产生位于直流参考电压位准的虚拟电流涟波参数信号；b.将反应输出电压信号与虚拟电流涟波参数信号叠加合成具有近似三角波的脉宽调变参数信号；c.检测脉宽调变参数信号并产生脉宽调变信号以控制上、下桥组件动作。其中前述c步骤的检测方式设对应直流参考电压位准相同正、负电压差值的上、下直流参考电压位准，并该脉宽调变参数信号的上升、下降波分别位于上、下直流参考位准信号的位准时可产生脉宽调变信号。图I为本专利技术的电路架构示意图。图2为本专利技术的虚拟电流涟波脉宽调变电路方块示意图。图3为本专利技术的虚拟电流涟波脉宽调变电路及动作波形状态示意图。图4为本专利技术的动作波形示意图。图5为本专利技术的实施例积分及直流偏压消除单元电路示意图。图5A为本专利技术对应图5的波形示意图。图6为本专利技术的另一实施例直流偏压消除部分电路示意图。图6A为本专利技术对应图6的波形示意图。图6B为本专利技术对应图6的波形示意图。图7为本专利技术的实施例相位合成单元电路示意图。图8为本专利技术的实施例双轨参考电压位准产生单元电路示意图。图9为本专利技术的实施例脉宽调变单元电路示意图。附图说明图10为本专利技术多相应用示意图。图中上桥组件Q2下桥组件A相节点9192输出电感9394电阻95I虚拟电流涟波脉宽调变电路2直流参考电压位准单元3积分及直流偏压消除单元4相位合成单元5双轨参考电压位准产生单元6脉宽调变产生单元61软启动电路3132直流偏压消除部分33驱动器输出电容电阻积分部分直流偏压消除部分。具体实施例方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。请参照图I所示，其为本专利技术涉及的转换器电路架构图，本专利技术涉及的转换器包括一上桥组件Ql、一下桥组件Q2，并上、下桥组件Q1、Q2电性连接输入电源VIN，并该上、下桥组件Ql、Q2经相节点A连接，相节点A受驱动器91动作以使上、下桥组件Ql、Q2作开关切换动作，而前述下桥组件Q2亦可为二极管(图中未标示)，又该相节点A连接输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换器脉宽调变控制电路，该电源转换器包含至少一上桥组件、一下桥组件，并该上、下桥组件电性连接输入电源，并该上、下桥组件经相节点连接，并相节点受由脉宽调变信号控制的驱动器动作以使上、下桥组件作开关切换动作，又该相节点连接输出电感、输出电容，并控制输出电感电流对输出电容充电产生输出电压；其特征在于，该脉宽调变控制电路包括虚拟电流涟波脉宽调变电路，并该虚拟电流涟波脉宽调变电路具有积分及直流偏压消除单元、相位合成单元以及双轨参考电压位准产生单元，该积分及直流偏压消除单元输入前述相节点电压信号及反应输出电压的信号，并产生位于直流参考电压位准的虚拟电流涟波参数信号，该相位合成单元使该虚拟电流涟波参数信号与输出电压信号斜率向量合成脉宽调变参数信号，该双轨参考电压位准产生单元产生上、下直流参考电压位准，并该脉宽调变参数信号与上、下直流参考电压位准比较产生脉宽调变信号输入前述驱动器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱月美，
申请(专利权)人：邱月美，
类型：发明
国别省市：