[发明专利]一种基于反激式原边反馈的数字恒流控制器

摘要

一种基于反激式原边反馈的数字恒流控制器，包括辅助绕组输出电压采样状态机、去磁时间Td补偿模块、双向计数器模块、原边峰值电流Ip,pk(n)补偿模块、原边峰值电流阈值设置模块以及开关信号控制模块。数字恒流控制器控制反激式变换器，让其工作于断续导通模式(DCM)下，并通过频率脉冲控制(PFM)，保证每个开关周期下原边峰值电流恒定，同时保证去磁时间和开关周期比例恒定来实现数字恒流。利用数字控制的灵活性，提出了去磁时间补偿，对采样去磁时间的延迟进行补偿，提高恒流精度。针对反激式系统中存在的延迟，提出了一种新的原边峰值电流补偿方式，提高了原边电流的补偿精度，使输出电流的线性度更高。

主权项

一种基于反激式原边反馈的数字恒流控制器，其特征在于，包括辅助绕组输出电压采样状态机、去磁时间Td补偿模块、双向计数器模块、原边峰值电流Ip,pk(n)补偿模块、原边峰值电流阈值设置模块以及开关信号控制模块；其中：辅助绕组输出电压采样状态机，接收开关信号控制模块输出的Ton开关控制信号和经辅助绕组上的电压进行分压采样、比较后的高低电平信号Vsamp以及原边峰值电流阈值设置模块输出的恒流控制标志信号sign_start，输出A、B和C三个控制信号，对应S1、S2和S3三种状态，用于控制双向计数器加减计数状态，并通过S2状态和S3状态两个起始时刻计数器count信号Td_1和Td_2，计数得到去磁时间Td_n = Td_1﹣Td_2， Td_n表示去磁时间的长度，Td_1和Td_2分别表示去磁时间起始点和结束点计数器的计数值；去磁时间Td补偿模块，接收辅助绕组输出电压采样状态机输出的去磁时间Td_n和控制信号C、原边峰值电流阈值设置模块输出的恒流控制标志信号sign_start以及时钟信号clk、复位信号rst，当sign_start和控制信号C都为高电平，即当前时刻，控制系统运行在数字恒流控制状态，且状态机运行在S3状态，将去磁时间Td_n通过多路比较模块比较得到一个数据选择信号data_select控制数据选择器，利用数据选择器从数据寄存器中选择出当前状态下的去磁时间补偿值ΔTs(n)；双向计数器模块，接收辅助绕组输出电压采样状态机输出的A、B、C三个控制信号和去磁时间Td补偿模块输出的去磁时间补偿值ΔTs(n)以及开关信号控制模块给出的计数器count信号，控制双向计数器的值，最终得到一个该状态下开关周期结束信号cc_sign_off传递给开关信号控制模块，用于控制开关周期控制信号Ton，使开关周期进入下一个周期循环；原边峰值电流Ip,pk(n)补偿模块，接收输入原边电流的采样信号Isamp和开关信号控制模块输出的计数器count信号以及原边峰值电流阈值设置模块输出的恒流控制标志信号sign_start，将计算得到的原边峰值电流阈值的补偿量ΔIp,pk(n)传递给原边峰值电流阈值设置模块；原边峰值电流阈值设置模块，接收原边峰值电流Ip,pk(n)补偿模块输出的原边峰值电流阈值的补偿量ΔIp,pk(n)和开关信号控制模块输出的Ton开关控制信号设置原边峰值参考阈值Ip,ref(n)，恒流控制工作状态下Ip,ref(n)在每一个开关周期内的值，通过原边电流最大参考阈值Ip,ref(n)max和原边峰值电流阈值的补偿量ΔIp,pk(n)决定，Ip,ref(n)= Ip,ref(n)max﹣ΔIp,pk(n)，式中的 Ip,ref(n)为新的原边峰值参考阈值，输出给开关信号控制模块，原边峰值电流阈值设置模块输出恒流控制标志信号sign_start信号，实现控制器不同工作状态的控制和切换；开关信号控制模块，接收原边峰值电流阈值设置模块输出的恒流控制标志信号sign_start和原边峰值参考阈值Ip,ref(n)以及输入原边电流的采样信号Isamp和双向计数器模块给出的开关周期结束信号cc_sign_off，结合自有的计数器count信号，控制和调节开关管的控制信号Ton。