[发明专利]一种AC‑DC变换器输出电压的恒压控制方法及其电路

摘要

一种AC‑DC原边反馈变换器输出电压的恒压控制方法，利用分压电阻采样辅助绕组上的电压后，通过反馈信号采样模块产生一个反映变换器输出电压状况的数字量输出给算法控制模块，由算法控制模块决定PWM波形的产生以调整变换器主开关管的开关时间，实现变换器的恒压输出。

主权项

一种AC‑DC原边反馈变换器输出电压的恒压控制方法，其特征在于：基于包括反馈信号采样模块、算法控制模块和PWM波形产生模块构成的恒压控制电路，反馈信号采样模块的输入端连接辅助绕组的反馈输出，反馈信号采样模块双向连接算法控制模块，算法控制模块双向连接PWM波形产生模块，PWM波形产生模块的输出连接变换器主开关管的栅极；利用分压电阻采样辅助绕组上的电压后，通过反馈信号采样模块产生一个反映变换器输出电压状况的数字量输出给算法控制模块，由算法控制模块决定PWM波形的产生以调整变换器主开关管的开关时间，实现变换器的恒压输出，包括以下内容：(1)拐点处次级绕组上的电流下降为0，所对应辅助绕组上的该点电压为Vknee，当输出电压满足反激式变换器的目标输出电压即恒压输出时，将会对应一个拐点电压Vknee‑ref，此时开关管关断距离拐点的时间记为Tr，Tr点是对应拐点电压Vknee‑ref的时间点，在Tr点前后相同时间间距上选取两个时刻点T1、T2；(2)两个时刻点T1、T2分别对应辅助绕组上的两个不同的电压Vknee_T1、Vknee_T2，在每个开关周期开关管关断之后，两个不同的电压Vknee_T1、Vknee_T2之间存在电压差，记为ΔV＝Vknee_T1‑Vknee_T2；反馈信号采样模块分别采样在T1、T2两个时刻点上的电压Vknee_T1、Vknee_T2，得出两个时刻的电压差值ΔV；(3)定义变换器为目标电压输出时ΔV＝ΔVref，即在辅助绕组上Tr点刚好对应拐点时T1、T2两个时刻点上的电压差，反馈信号采样模块比较采样到的ΔV和ΔVref之间的大小，根据比较结果，算法逻辑控制模块控制PWM波形产生模块产生PWM波形，调整变换器主开关管的导通时间时间，具体分以下三种情况：1)ΔV<ΔVref,表示当前状况下，Tr点的位置超过了拐点位置，表示负载电压过小，需要增加开关管导通时间；2)ΔV＝ΔVref,表示当前状况下，Tr点的位置刚好在拐点位置，当前的输出电压值处于稳定的状态；3)ΔV>ΔVref,表示当前状况下，Tr点的位置未到拐点位置，表示负载电压过大，需要减少开关管导通时间；反馈信号采样模块包括控制开关S1、S2，电容C1、C2，减法器和三态比较器，控制开关S1、S2的输入端均连接在辅助绕组输出端，控制开关S1的输出端连接电容C1的正端和减法器的同向输入端，控制开关S2的输出端连接电容C2的正端和减法器的反向输入端，电容C1和C2的负端均接地，减法器的输出端连接三态比较器的同向输入端，三态比较器的反向输入端连接恒定电压值ΔVref，三态比较器的输出端连接算法控制模块，算法控制模块同时控制开关S1、S2在何时打开；算法控制模块包括一个计时器，在系统时钟控制下，当开关管导通后，计时器开始计时，当计时器计时为T1、T2时刻时，算法控制模块分别打开反馈信号采样模块中的开关S1、S2；PWM波形产生模块内部包含一个RS触发器和一个驱动模块，PWM波形产生模块会根据算法控制模块给出的控制信号，决定RS触发器何时输出“1”以及“0”，驱动模块的作用则是提供大电流以驱动外围MOS管。