一种准谐振式开关电源的频率控制电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种准谐振式开关电源的频率控制电路及控制方法。所述频率控制电路应用于反激式开关电源电路中；所述频率控制电路包括：谷底电压检测模块、第一计数模块、采样模块、存储模块、第二计数模块、状态检测模块、延时模块、第一控制模块、第二控制模块、或门以及与门。本发明专利技术通过比较当前工作周期原边功率管开启时漏端电压对应的谷底个数和前一个周期漏端电压对应的谷底个数是否相同，选择计数模块计数，并相应改变延时模块中的延时时间的大小，使得系统减小谷底个数时，输出端需要累积的能量大小每一次都不一样，从而避免了系统在不同谷底数之间频繁跳动，也能适当改善输出电压的纹波。压的纹波。压的纹波。

【技术实现步骤摘要】
一种准谐振式开关电源的频率控制电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及开关电源
，特别是涉及一种准谐振式开关电源的频率控制电路及控制方法。

技术介绍

[0002]对于反激式开关电源拓扑结构，系统通常采用变频控制，即工作频率和负载大小成反比关系，也即是系统工作频率与光耦的输出FB电压成正相关。其中，在断续导通模式(DCM)中，随着FB电压的减小，工作频率也逐渐减小，直到最小频率f
min
；当FB电压增加时，系统会从DCM模式过渡到连续导通模式(CCM)，系统频率达到最大。反激式开关电源工作在DCM模式时，为了减小开关损耗，原边功率管通常选择在其漏端电压谐振到最小值时开启，这种工作模式叫做准谐振(QR)反激工作模式。QR模式保证了原边功率管一定会在其漏端电压谐振到最小值时(也就是谷底)开启，但是，原边功率管的开启本质上是由系统的负反馈环路调整系统的占空比控制的，受到反馈信号FB的控制；在整个线电压周期，变化的FB不可能使得原边功率管每一次都恰好在同一个谷底开启，系统会在前一个或者后一个谷底开启，产生两个谷底之间来回跳变的现象，从而产生可以听见的噪声并增加EMI噪声。现有技术通常会将每次原边功率管开启时对应的谷底数强行锁定在固定的个数，避免原边功率管开启时对应的谷底数来回跳变，产生可听的噪声，但是如果谷底个数锁的太死，长时间的谷底锁定，输出端累积或缺失的能量太多，谷底个数会剧烈跳变(如从一个谷底跳到四个谷底或者从四个谷底跳到一个谷底)，这样会影响输出电压纹波；如果锁的太轻，系统仍然会产生可听见的噪声。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种准谐振式开关电源的频率控制电路及控制方法，用以限制系统在两个谷底之间跳动产生可听噪，又避免谷底锁得太死，对输出电压纹波产生影响。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种准谐振式开关电源的频率控制电路，所述频率控制电路应用于反激式开关电源电路中；所述频率控制电路包括：谷底电压检测模块、第一计数模块、采样模块、存储模块、第二计数模块、状态检测模块、延时模块、第一控制模块、第二控制模块、或门以及与门；
[0006]所述谷底电压检测模块的输入为所述反激式开关电源电路中原边功率管漏端电压，所述谷底电压检测模块的输出端分别与所述第一计数器的输入端以及所述延时模块的输入端连接；所述第一计数模块的输出端分别与所述采样模块的输入端以及所述第一控制模块的输入端连接，所述采样模块的输出端与所述存储模块的输入端连接；所述存储模块的输出端与所述第一控制模块的输入端连接，所述第一控制模块的输出端与所述或门的第一输入端连接；所述或门的输出端与与门的第二输入端连接，所述与门的第一输入端输入PFM信号，所述与门的输出为所述原边功率管的触发信号；所述状态检测器的输入为所述原边功率管的触发信号、当前周期原边功率管漏端电压的谷底个数以及上一周期原边功率管
漏端电压的谷底个数；所述状态检测模块的RST端口与所述第二计数器的输入端连接，所述第二计数模块的输出端与所述延时模块的输入端连接，所述延时模块的输出端与所述第二控制模块的输入端连接，所述第二控制模块的输出端与所述或门的第二输入端连接。
[0007]可选地，还包括：随机序列生成模块，所述随机序列生成模块的输入为时钟信号，所述随机序列生成模块的输出端与所述第二计数器的输入端连接。
[0008]可选地，还包括：随机延时时间生成模块，所述随机延时时间生成模块的输入为PFM信号，所述随机延时时间生成模块的输出端与所述延时模块的输入端连接。
[0009]本专利技术还提供了一种准谐振式开关电源的频率控制方法，所述方法应用于上述准谐振式开关电源的频率控制电路；所述方法包括：
[0010]检测反激式开关电源电路中原边功率管漏端电压当前周期内的谷底个数；
[0011]将当前周期内的谷底个数与上一周期内的谷底个数进行比较，判断谷底个数是否发生变化；
[0012]若发生变化，则第二计数模块置零；
[0013]若未发生变化，则根据所述第二计数模块的计数值选择不同的延时时间；
[0014]根据不同的延时时间输出所述原边功率管的触发信号。
[0015]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0016]本专利技术通过比较当前工作周期原边功率管开启时漏端电压对应的谷底个数和前一个周期漏端电压对应的谷底个数是否相同，选择计数模块计数，并相应改变延时模块中的延时时间的大小，使得系统减小谷底个数时，输出端需要累积的能量大小每一次都不一样，从而避免了系统在不同谷底数之间频繁跳动，也能适当改善输出电压的纹波。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为反激式开关电源电路示意图；
[0019]图2为反激式开关电源电路中控制器的部分框架示意图；
[0020]图3为反激式开关电源电路中控制器的逻辑控制示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例一提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例一提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的工作过程示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例一提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的工作逻辑示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例二提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的结构示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例二提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的逻辑控制示意图；
[0026]图9为本专利技术实施例三提供的准谐振式开关电源的频率控制电路的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例一：
[0029]以反激式开关电源为例，如图1所示，其基本工作原理为：原边开关管Q1导通时，原边绕组电流从某一值逐渐增大，电能转化成磁能储存于变压器中；功率管Q1关断时，副边二极管D1导通，变压器中储存的能量通过副边绕组转移至输出。U1为反激式开关电源的控制器，其中ZCD是用来检测输出电压信息以及副边电流续流时间，也可用来检测原边功率管漏端电压谐振时的谷底信息，CS用来检测原功率管电流大小，FB是系统反馈信号的输入端，DRV接到外部功率管Q1的栅端。其控制器的部分框架如图2所示，原边绕组电流流过采样电阻RCS1，产生电压VCS，通过CS端接入“cycle by cycle比较器”I101的输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准谐振式开关电源的频率控制电路，其特征在于，所述频率控制电路应用于反激式开关电源电路中；所述频率控制电路包括：谷底电压检测模块、第一计数模块、采样模块、存储模块、第二计数模块、状态检测模块、延时模块、第一控制模块、第二控制模块、或门以及与门；所述谷底电压检测模块的输入为所述反激式开关电源电路中原边功率管漏端电压，所述谷底电压检测模块的输出端分别与所述第一计数器的输入端以及所述延时模块的输入端连接；所述第一计数模块的输出端分别与所述采样模块的输入端以及所述第一控制模块的输入端连接，所述采样模块的输出端与所述存储模块的输入端连接；所述存储模块的输出端与所述第一控制模块的输入端连接，所述第一控制模块的输出端与所述或门的第一输入端连接；所述或门的输出端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的第一输入端输入PFM信号，所述与门的输出为所述原边功率管的触发信号；所述状态检测器的输入为所述原边功率管的触发信号、当前周期原边功率管漏端电压的谷底个数以及上一周期原边功率管漏端电压的谷底个数；所述状态检测模块的RST端口与所述第二计数器的输入端连接，所述第二计数模块的输出端与所述延...

【专利技术属性】
技术研发人员：代淋，高建龙，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：