轻载模式判决电路、判决方法及原边控制电路、隔离式变换器技术

本发明专利技术提出了一种轻载模式判决电路、判决方法及原边控制电路、隔离式变换器。其中，轻载模式判决电路包括比较电路、统计电路和判决电路。比较电路用于将状态检测信号和至少一个检测参考信号进行比较并输出比较结果。统计电路耦接比较电路，统计电路用于在设定时间内根据比较结果进行统计，并输出统计结果。判决电路耦接统计电路，判决电路用于将统计结果和判决参考信号进行比较从而判定隔离式变换器是否进入轻载模式。本发明专利技术能有效解决隔离式变换器的轻载条件下的负载深度问题，可实现具有负载深度条件下的轻载模式判别，本发明专利技术可节省控制芯片管脚及片外大电容，同时控制芯片本身的面积也可有效减小。

Light load mode decision circuit, decision method and primary control circuit, isolated converter

【技术实现步骤摘要】
轻载模式判决电路、判决方法及原边控制电路、隔离式变换器
本专利技术属于电子领域，涉及开关电源
，特别涉及一种轻载模式判决电路、判决方法及原边控制电路和隔离式变换器。
技术介绍
隔离式变换器以其抗干扰能力强、安全性较高、易实现升降压转换和易实现多路输出等诸多优点而被广泛应用于开关电源领域。隔离式变换器通常包括整流电路、原边电路和副边电路等。通过原副边控制电路的精准控制，能够使隔离式变换器安全稳定地进行输出。如图1所示，为现有技术的一种采用原边控制的隔离式变换器。隔离式变换器的电路板终端输出电压为V1，即电容C4两端的电压。隔离式变换器的电缆终端输出电压为V2，即负载电阻R2两端的电压。隔离式变换器的电路板终端与负载通过输出电缆进行耦接，输出电缆的阻值为Rcable，因此存在负载深度。在原边控制的隔离式变换器中，通过调节原边开关管Q1的控制信号的脉冲宽度或者脉冲频率，可使电路板终端的输出电压V1保持恒定。若设定电路板终端输出电压V1恒定，当使用不同的负载时，输出电缆两端的压降将随着负载电阻的改变而发生改变。为实现电缆终端输出电压V2恒定，如图2所示的现有技术采用了输出电缆压降补偿方案，通过采集流过原边开关管的电流中值或者电流峰值，并经过低通滤波器转换成平稳的电压信号或电流信号，再通过电压电流转换电路的信号处理并输出至控制芯片的FB引脚，可得到准确的表征负载深度的信号，从而实现电缆终端输出电压的精准控制。理论上低通滤波器输出的电信号可以直接与参考电压进行比较，比较器的输出信号可作为轻载模式指示信号。但该方案的缺点是，在很轻载的条件下，所需要采用的低通滤波器的带宽很窄，因此低通滤波器的滤波常数非常大。同时，若选择阻值较大的滤波电阻则容易受控制芯片内部噪声干扰，这意味着该方案所采用的低通滤波器的滤波电容容值需要很大。如图1所示，隔离式变换器的控制芯片设有CPC引脚，该引脚用于耦接外部滤波电容。现有技术存在的技术问题使得控制芯片片上集成的低通滤波器面积很大，因此成本较高，同时采用片上电容的设置也增加了控制芯片管脚。
技术实现思路
为了解决上述至少部分问题，本专利技术提出了一种轻载模式判决电路、判决方法及原边控制电路和隔离式变换器，有效解决隔离式变换器的轻载条件下的负载深度问题。本专利技术公开了一种用于隔离式变换器的轻载模式判决电路，其包括：比较电路，用于将状态检测信号和至少一个检测参考信号进行比较并输出比较结果；统计电路，耦接所述比较电路，用于在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果；以及判决电路，耦接所述统计电路，用于将所述统计结果和判决参考信号进行比较从而判定所述隔离式变换器是否进入轻载模式。本专利技术的一实施例中，所述统计电路包括：充放电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于在设定时间内根据所述比较结果进行充放电过程从而进行统计，并输出统计结果；当比较结果为第一比较状态时，所述充放电电路进行充电过程；当比较结果为第二比较状态时，所述充放电电路进行放电过程。本专利技术的一实施例中，所述至少一个检测参考信号包括第一检测参考信号和第二检测参考信号；所述统计电路还包括加权电路；当所述状态检测信号大于第一检测参考信号且小于第二检测参考信号时，所述统计电路以第一加权数值对比较结果进行加权统计；当所述状态检测信号大于第二检测参考信号时，所述统计电路以第二加权数值对比较结果进行加权统计；所述第二检测参考信号大于第一检测参考信号；所述第二加权数值大于第一加权数值。本专利技术的一实施例中，充放电电路包括：充电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于当比较结果为第一比较状态时，所述充电电路进行充电过程；以及放电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于当比较结果为第二比较状态时，所述放电电路进行放电过程。本专利技术的一实施例中，所述充电电路包括第一电流源、第一开关和第一电容；所述放电电路包括第二电流源、第二开关和第一电容；第一电流源，用于提供充电电流；第一开关，其第一端耦接所述第一电流源的输出端，其开关控制端耦接所述比较电路，用于控制所述充电电路的导通状态；第一电容，其第一端分别耦接所述第一开关的第二端和判决电路的输入端，其第二端耦接地；第二开关，其第一端耦接所述第一电容的第一端，其第二端耦接所述第一电容的第二端，其开关控制端耦接所述比较电路，用于控制所述放电电路的导通状态；以及第二电流源，耦接于所述第二开关和第一电容之间，用于提供放电电流。本专利技术的一实施例中，当所述比较结果为第一比较状态时，所述第一电流源输出与状态检测信号呈正相关的充电电流。本专利技术的一实施例中，所述统计电路包括用于在设定时间内根据所述比较结果进行统计计数的计数电路；当比较结果为第一比较状态时，所述计数电路进行一次递增计算；当比较结果为第二比较状态时，所述计数电路进行一次递减计算。本专利技术的一实施例中，所述轻载模式判决电路还包括：状态检测信号获取电路，其输出端耦接所述比较电路，用于获取所述状态检测信号。本专利技术的一实施例中，轻载模式判决电路还包括：原边开关驱动电路，其输入端耦接所述判决电路，用于产生驱动信号以控制原边开关的开关状态。本专利技术公开了一种用于隔离式变换器的原边控制电路，所述原边控制电路用于控制原边开关的开关状态，其包括如上所述的轻载模式判决电路。本专利技术公开了一种隔离式变换器，所述隔离式变换器包括原边电路和副边电路，原边电路接收输入电压，原边电路包括原边绕组、原边开关和如上所述的原边控制电路；副边电路包括副边绕组，原边绕组和副边绕组耦合组成变压器。本专利技术的一实施例中，当轻载模式判决电路判定所述隔离式变换器进入轻载模式时，所述原边控制电路控制降低原边控制电路的工作电流。本专利技术公开了一种用于隔离式变换器的轻载模式判决方法，其包括：将状态检测信号和至少一个检测参考信号进行比较并输出比较结果；在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果；以及将所述统计结果和判决参考信号进行比较从而判定所述隔离式变换器是否进入轻载模式。本专利技术的一实施例中，所述在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果的步骤包括：在设定时间内根据所述比较结果进行充放电过程从而进行统计，并输出统计结果；当比较结果为第一比较状态时，充放电电路进行充电过程；当比较结果为第二比较状态时，充放电电路进行放电过程。本专利技术的一实施例中，所述在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果的步骤包括：所述至少一个检测参考信号包括第一检测参考信号和第二检测参考信号；当所述状态检测信号大于第一检测参考信号且小于第二检测参考信号时，以第一加权数值对比较结果进行加权统计；当所述状态检测信号大于第二检测参考信号时，以第二加权数值对比较结果进行加权统计；所述第二检测参考信号大于第一检测参考信号；所述第二加权数值大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隔离式变换器的轻载模式判决电路，其特征在于，所述轻载模式判决电路包括：/n比较电路，用于将状态检测信号和至少一个检测参考信号进行比较并输出比较结果；/n统计电路，耦接所述比较电路，用于在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果；以及/n判决电路，耦接所述统计电路，用于将所述统计结果和判决参考信号进行比较从而判定所述隔离式变换器是否进入轻载模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隔离式变换器的轻载模式判决电路，其特征在于，所述轻载模式判决电路包括：
比较电路，用于将状态检测信号和至少一个检测参考信号进行比较并输出比较结果；
统计电路，耦接所述比较电路，用于在设定时间内根据所述比较结果进行统计，并输出统计结果；以及
判决电路，耦接所述统计电路，用于将所述统计结果和判决参考信号进行比较从而判定所述隔离式变换器是否进入轻载模式。


2.如权利要求1所述的轻载模式判决电路，其特征在于，所述统计电路包括：
充放电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于在设定时间内根据所述比较结果进行充放电过程从而进行统计，并输出统计结果；当比较结果为第一比较状态时，所述充放电电路进行充电过程；当比较结果为第二比较状态时，所述充放电电路进行放电过程。


3.如权利要求1所述的轻载模式判决电路，其特征在于，所述至少一个检测参考信号包括第一检测参考信号和第二检测参考信号；所述统计电路还包括加权电路；当所述状态检测信号大于第一检测参考信号且小于第二检测参考信号时，所述统计电路以第一加权数值对比较结果进行加权统计；当所述状态检测信号大于第二检测参考信号时，所述统计电路以第二加权数值对比较结果进行加权统计；所述第二检测参考信号大于第一检测参考信号；所述第二加权数值大于第一加权数值。


4.如权利要求2所述的轻载模式判决电路，其特征在于，所述充放电电路包括：
充电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于当比较结果为第一比较状态时，所述充电电路进行充电过程；以及
放电电路，其输入端耦接所述比较电路，其输出端耦接所述判决电路，用于当比较结果为第二比较状态时，所述放电电路进行放电过程。


5.如权利要求4所述的轻载模式判决电路，其特征在于，所述充电电路包括第一电流源、第一开关和第一电容；所述放电电路包括第二电流源、第二开关和第一电容；
第一电流源，用于提供充电电流；
第一开关，其第一端耦接所述第一电流源的输出端，其开关控制端耦接所述比较电路，用于控制所述充电电路的导通状态；
第一电容，其第一端分别耦接所述第一开关的第二端和判决电路的输入端，其第二端耦接地；
第二开关，其第一端耦接所述第一电容的第一端，其第二端耦接所述第一电容的第二端，其开关控制端耦接所述比较电路，用于控制所述放电电路的导通状态；以及
第二电流源，耦接于所述第二开关和第一电容之间，用于提供放电电流。


6.如权利要求5所述的轻载模式判决电路，其特征在于，当所述比较结果为第一比较状态时，所述第一电流源输出与状态检测信号呈正相关的充电电流。


7.如权利要求1所述的轻载模式判决电路，其特征在于，所述统计电路包括用于在设定时间内根据所述比较结果进行统计计数的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超群，林官秋，文鹏，
申请(专利权)人：厦门市必易微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35