为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法，所述电流模式升压电路有一电感耦接一开关，所述开关受一脉冲宽度调变信号控制切换，以控制所述电感所导通的电感电流，当所述脉冲宽度调变信号的占空比达到设定的最大值时，若所述电感电流仍未上升到设定的峰值，则立刻关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，并在下一周期加快所述脉冲宽度调变信号的切换频率。本发明专利技术藉由如此自动调整切换频率，可以避免所述脉冲宽度调变信号的占空比太大而导致所述电感的磁芯损耗大幅增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流模式升压电路，特别是关于一种应用于音响装置中的电流模式升压电路的控制方法，该控制方法可降低磁芯损耗。
技术介绍
参照图1A和图1B，一种应用在音响装置中的电流模式升压电路包含了电感L、开关SW以及电容C，开关SW受脉宽调变PWM(PulseWidthModulation；PWM)信号控制而切换，以控制电感L所导通的电感电流iL。脉宽调变信号PWM的脉冲是由时钟信号clk所触发，从而将开关SW切换至接点A，此后电感L被充电，电感电流iL上升；当电感电流iL上升至一设定的峰值PEAK时，关闭脉宽调变信号PWM的脉冲，从而将开关SW切换至接点B，电感电流iL对电容C充电。藉由反复上述操作而周期性的切换开关SW，可将输入电压Vin升压成为受调节的(regulated)输出电压Vo，供应给负载R。然而，图1A和图1B所示的电流模式升压电路在实际应用上有一些问题。当遭遇重载瞬时(heavyloadtransient)时，由于脉宽调变信号PWM的占空比(dutycycle)是藉由比较电感电流iL与设定的峰值PEAK所得到的结果，因此占空比可能会变到非常大，甚至接近或超过极限值1。未受限的占空比引发控制回路的正反馈，最糟糕的情况，甚至引发电感L的磁芯损耗(coreloss)等效电阻Rc所造成的磁芯损耗呈指数性增长。参照图2所示的特性曲线，在电感L的电感值为固定值的情况下，电感L的磁芯损耗大小与脉宽调变信号PWM的占空比大小有关。在占空比较大时，随着占空比的增加，磁芯损耗出现指数性增加。磁芯损耗也是正反馈项目，如果图1A和图1B中的负载R维持在重载状态直到电感L达到磁通密度饱和(magneticfluxdensitysaturation)，则会导致电路故障。目前已知处理此磁芯损耗问题的方法是为占空比设定一最大值，以终止正反馈以及磁芯损耗指数性增加。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，在于提供一种为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法，以解决上述一项或多项缺失。更具体来说，本专利技术提供一种为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法，音响装置中的所述电流模式升压电路有一电感耦接一开关，所述开关受一脉冲宽度调变信号控制切换，以控制所述电感所导通的电感电流，所述脉冲宽度调变信号的脉冲由一时钟信号触发而开启，并在所述电感电流上升到一设定的峰值时触发一结束信号关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，本专利技术的特点是在所述脉冲宽度调变信号的占空比达到一设定的最大值，但所述电感电流仍未上升到所述设定的峰值时，立刻关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，并在下一周期加快所述开关的切换频率，以降低所述电感的磁芯损耗。较佳者，在加快所述开关的切换频率后，若所述脉冲宽度调变信号的占空比下降到小于所述设定的最大值，则在下一周期减慢所述开关的切换频率。较佳者，藉由改变所述时钟信号的频率来改变所述开关的切换频率。较佳者，所述设定的最大值是可调整的，并在改变所述开关的切换频率时一并调整所述设定的最大值。较佳者，从所述脉冲宽度调变信号或所述电感电流检知所述占空比的值。较佳者，若所述脉冲宽度调变信号的占空比已达到一设定的最大值，但所述电感电流仍未上升到所述设定的峰值，则触发另一结束信号关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲。较佳者，在开启所述脉冲宽度调变信号的脉冲后开始计算所述脉冲维持的时间，若计算的时间达到所述设定的最大值所决定的时间长度时，所述电感电流仍未上升到所述设定的峰值，则触发所述另一结束信号。较佳者，从所述脉冲宽度调变信号或所述电感电流检知所述脉冲维持的时间。较佳者，利用所述时钟信号触发一负脉冲，其宽度等于所述设定的最大值所决定的时间长度，所述负脉冲和所述脉冲宽度调变信号经与门运算产生所述另一结束信号。本专利技术依据占空比是否达到设定的最大值，来控制电流模式升压电路中的开关的切换频率。本专利技术藉由自动调整切换频率，可以避免所述脉冲宽度调变信号的占空比太大而导致所述电感的磁芯损耗大幅增加。本专利技术将改良现有控制方法，使得电流模式升压电路在重载时能更有效率的终止正反馈。附图说明图1A和图1B显示一现有的电流模式升压电路的简化电路图及其操作原理的示意图；图2显示电流模式升压电路中的电感的磁芯损耗与脉宽调变信号的占空比之间的关系曲线；图3显示使用本专利技术实施例来控制电流模式升压电路的示意图；图4显示图3中的时钟信号clk及脉宽调变信号PWM的波形图；图5显示图3中的开关SW在不同切换频率时，电感L的磁芯损耗与磁通密度变化量ΔB之间的关系曲线；以及图6显示本专利技术实施例产生结束信号的OFF2的示意图。符号说明：10电流检测器12脉宽调变产生器14或门16比较器18控制回路20反馈电路22比较器或误差放大器24时钟信号的波形26脉宽调变信号的波形28磁芯损耗与磁通密度变化量的曲线30磁芯损耗与磁通密度变化量的曲线32单击电路34与门具体实施方式为了具体且清楚地说明本专利技术的特点，以下将引用图1A和图1B所示的电流模式升压电路来说明本专利技术如何控制电流模式升压电路中的开关。参照图3，如同一般的电流模式升压电路所使用的，用来控制开关SW切换的脉宽调变信号PWM是由PWM产生器12(例如使用正反器)提供，时钟信号clk用来触发PWM产生器12开启脉宽调变信号PWM的脉冲，然后PWM产生器12响应结束信号OFF而关闭脉冲宽度调变信号PWM的脉冲。如同大家已知的，时钟信号clk的频率决定了脉宽调变信号PWM的切换频率，从而控制了开关SW的切换频率。电流检测器10检测电感电流iL产生电流检测信号iLs，比较器16比较电流检测信号iLs与设定的峰值PEAK，当电流检测信号iLs上升到峰值PEAK时，比较器16会触发结束信号OFF1。在已知的装置中，结束信号OFF就是结束信号OFF1。另一方面，反馈电路20检测输出电压Vo产生反馈信号err，提供给控制回路18。反馈信号err可以用来决定峰值PEAK的大小。反馈电路20可以使用比较器或误差放大器22来实现。时钟信号clk由控制回路18提供，因此，控制回路18可以藉由改变时钟信号clk的频率来改变脉宽调变信号PWM(或开关SW)的切换频率。参照图3及图4，如图4中的波形24及26所示，在时间t1时，时钟信号clk由低电平转为高电平，触发了脉宽调变信号PWM的脉冲，使得开关SW切换至接点A，从而导致电感L被充电，造成电感电流iL上升；在开关SW连接在接点A的期间，电流检测器10检测电感电流iL而产生电流检测信号iLs，当电流检测信号iLs上升到峰值PEAK时，表示电感电流iL达到设定的峰值，触发结束信号OFF1，结束信号OFF1经过或门14传送到PWM产生器12的重设输入端，因此脉冲宽度调变信号PWM的脉冲被关闭，如图4中的波形26在时间t2时所示，从而开关SW被切换至接点B，于是电感电流iL对电容C充电并逐渐下降。重复上述操作，周期性的切换开关SW，电流模式升压电路会将输入电压Vin升压成为输出电压Vo。在一般的情况下，电感电流iL在脉宽调变信号PWM的占空比达到设定的最大值以前，就会上升到设定的峰值PEAK，使得比较器16触发结束信号OFF1，因而关闭脉宽调变信号PWM的脉冲。参照图3，控制回路18还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法，所述电流模式升压电路有一电感耦接一开关，所述开关受一脉冲宽度调变信号控制切换，以控制所述电感所导通的电感电流，所述脉冲宽度调变信号的脉冲由一时钟信号触发而开启，并在所述电感电流上升到一设定的峰值时触发一结束信号关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，其特征在于，若所述脉冲宽度调变信号的占空比达到一设定的最大值，但所述电感电流仍未上升到所述设定的峰值，则关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，并在下一周期加快所述开关的切换频率，以降低所述电感的磁芯损耗。

【技术特征摘要】
1.一种为音响装置的电流模式升压电路降低磁芯损耗的控制方法，所述电流模式升压电路有一电感耦接一开关，所述开关受一脉冲宽度调变信号控制切换，以控制所述电感所导通的电感电流，所述脉冲宽度调变信号的脉冲由一时钟信号触发而开启，并在所述电感电流上升到一设定的峰值时触发一结束信号关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，其特征在于，若所述脉冲宽度调变信号的占空比达到一设定的最大值，但所述电感电流仍未上升到所述设定的峰值，则关闭所述脉冲宽度调变信号的脉冲，并在下一周期加快所述开关的切换频率，以降低所述电感的磁芯损耗。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在加快所述开关的切换频率后，若所述脉冲宽度调变信号的占空比下降到小于所述设定的最大值，则在下一周期减慢所述开关的切换频率。3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，藉由改变所述时钟信号的频率以改变所述开关的切换频率。4.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述设定的最大值是可调整的，并在改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国势，蔡家豪，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71