本发明专利技术公开了用于反激式电源变换器的初级侧感测和调整的系统和方法。公开了一种用于调整电源变换系统的输出电压的系统。该系统包括耦合到电容器的误差放大器。误差放大器被配置为接收基准电压、第一电压和调节电流并且与电容器一起生成补偿电压。第一电压与反馈电压相关联。另外，该系统包括：电流生成器，被配置为接收补偿电压并且生成调节电流和第一电流；以及信号生成器，被配置为接收第一电流和第二电流。信号生成器还被配置为接收感测电压并生成调制信号。此外，该系统包括门驱动器，该门驱动器直接地或间接地被耦合到信号生成器并且被配置为至少基于与调制信号相关联的信息生成驱动信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路。更具体地，本专利技术提供了用于初级侧感测和调整的系统和方法。仅仅作为示例，本专利技术已应用于反激式电源变换器(flyback power converter)。但是将认识到，本专利技术具有宽得多的应用范围。
技术介绍
初级侧感测和调整被广泛用在针对诸如充电器之类的小型电源应用的反激式电源变换器中。反激式电源变换器通常包括初级绕组以及与变换器的输出电压相关联的次级绕组。对于初级侧感测和调整，通常通过检测紧密耦合到次级绕组的辅助绕组的电压来感测输出电压。由于辅助绕组的电压反映了与次级绕组相关联的输出电压，因此，在辅助绕组中感测到的电压可用来调整次级侧输出电压。附图说明图1是示出具有初级侧感测和调整的传统开关模式反激式电源变换系统的简化示图。该反激式电源变换系统100包括变压器110、电源开关120、感测电阻器130、表示输出电缆的等效电阻的电缆电阻器140、采样保持组件180、误差放大器182、环路补偿网络184、 PWM/PFM信号生成器186、逻辑控制组件188以及门驱动器190。另外，变压器110包括初级绕组112、次级绕组114和辅助绕组116。此外，该反激式电源变换系统100包括电阻器 170和172、二极管160和168，以及电容器196和198。例如，环路补偿网络184也称为补偿网络。在另一示例中，环路补偿网络184包括环路滤波器。如图1所示，电源变换系统100在输出端子处生成输出电压142，输出电压142由输出负载150接收。为了在所希望的范围内调整输出电压142，与输出电压142和输出负载 150有关的信息需要被提取以用于控制目的。这样的信息可在非连续导电模式(DCM)下利用辅助绕组116来提取。具体地，当电源开关120接通时，能量被存储在变压器110中。然后，当电源开关 120断开时，所存储的能量被递送给输出端子，并且可以通过辅助绕组116的辅助电压118 来映射输出电压142。例如，辅助电压118和输出电压142具有下面的关系Vaux = nX (V。+VF+I。XReq)(式 1)其中，Vaux表示辅助电压118，V。表示输出电压142，并且Vf表示二极管160的正向电压。另外，I。表示与输出电压142相对应的输出电流。输出电流也称为负载电流。此夕卜， Rrai表示输出电缆电阻器140的电阻。而且，η表示辅助绕组116与次级绕组114之间的匝数比，并且η等于Naux/Nse。。Naux表示辅助绕组116的匝数，并且Nse。表示次级绕组114的匝数。如图1所示，辅助电压118由包括电阻器170和172的分压器接收，该分压器将辅助电压118变换为反馈电压174。Vfb = kXVaux = kXnX (V0+VF+I0XReq)(式 2—1)k = R2/ (R^R2)(式 2-2)其中，Vfb表示反馈电压174，并且k表示反馈系数。另外，R1和R2分别表示电阻器170和172的电阻。图2是示出反馈电压174以及流经次级绕组114的次级电流的传统波形的简化示图。如图2所示，Vfb和Ise。分别表示反馈电压174和次级电流。另外，t。n表示电源开关 120接通时的时间段，并且t。ff表示电源开关120断开时的时间段。此外，tDeMg表示退磁过程的时间段。参考图1和图2，反馈电压Vfb由采样和保持组件180接收。在接近退磁过程的结尾处，流经次级绕组114的次级电流变得接近于零。此时，反馈电压Vfb例如在图2中的点 A处被采样。经采样电压Va随后由组件180保持直到下一采样为止。经采样电压Va由误差放大器182接收，误差放大器182将经采样电压Va与基准电压Vref相比较，并且还放大Va与Vref之间的差值。误差放大器182与补偿网络184 —起将一个或多个输出信号185发送给PWM/PFM信号生成器186。例如，补偿网络184包括电容器。在另一示例中，PWM/PFM信号生成器186还从感测电阻器130接收感测电压132，感测电阻器130将流经初级绕组112的初级电流变换为感测电压。作为响应，PWM/PFM信号生成器186将调制信号187输出给逻辑控制组件188，逻辑控制组件188将控制信号189发送给门驱动器190。作为响应，门驱动器190将驱动信号192发送给电源开关120。因此，如图1所示，输出信号185用来控制驱动信号192的脉冲宽度或切换频率， 并且因此控制输出电压142。例如，输出信号185之一与补偿电压\。_相关联。在另一示例中，图3是示出作为输出电流I。(也称为负载电流)的函数的补偿电压V。。mp的简化示图。具体地，负反馈环路用来通过调整经采样电压Va而调整输出电压V。，以使得Va变得等于基准电压V&。因此，Vref = k XnX (V0+VF+I0XRewq)(式 3)因此，K“式 4)kxn由于输出电压V。通过负反馈环路被调整，因此使得环路针对所有负载条件在所有输入电压处保持稳定通常是很重要的。此外，反馈环路通常需要表现出良好的动态性。如图1所示，对于电源变换系统100，反馈环路至少包括控制级和电源级。例如，控制级至少包括误差放大器182、环路补偿网络184和PWM/PFM信号生成器186中的一部分。 在另一示例中，电源级至少包括逻辑控制组件188、门驱动器190以及门驱动器190与用于输出电压V。的输出端子之间的某些组件。前向路径的整体传输函数由控制级的传输函数和电源级的传输函数来确定。对于电源变换系统100，电源级的传输函数为ζ (Λ.K.M Res^C0XS八卜 D Λ , R0XC0 (式 5)1 HX S2其中，R。表示输出电阻，C。表示输出电容，并且示与输出电容串联的电阻。 另外，s等于j ω，并且ω是角频率，通常简称为频率。此外，D表示调制信号187的占空比。基于式5，电源级在频域中的极点位置为权利要求1.一种用于调整电源变换系统的输出电压的系统，该系统包括误差放大器，被耦合到电容器，所述误差放大器被配置为接收基准电压、第一电压和调节电流并且与所述电容器一起生成补偿电压，所述第一电压与反馈电压相关联； 电流生成器，被配置为接收所述补偿电压并且生成所述调节电流和第一电流； 信号生成器，被配置为接收所述第一电流和第二电流，所述信号生成器还被配置为接收感测电压并生成调制信号；门驱动器，该门驱动器直接地或间接地被耦合到所述信号生成器并且被配置为至少基于与所述调制信号相关联的信息生成驱动信号；开关，被配置为接收所述驱动信号并且影响流经与次级绕组相耦合的初级绕组的初级电流； 其中所述次级绕组与电源变换系统的输出电压和输出电流相关联，所述电源变换系统至少包括所述初级绕组和所述次级绕组；所述反馈电压至少取决于所述输出电压和所述输出电流； 所述感测电压至少取决于所述初级电流； 其中所述误差放大器至少通过跨导来表征并且还被配置为至少基于与所述调节电流相关联的信息来改变所述跨导；所述跨导随着所述电源变换系统的输出电流的减小而减小。2.如权利要求1所述的系统，还包括前向馈送组件，该前向馈送组件被配置为接收所述基准电压和所述第一电压并且生成所述第二电流，所述第二电流和所述第一电流与不同的相位相关联。3.如权利要求1所述的系统，还包括采样保持组件，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于调整电源变换系统的输出电压的系统，该系统包括：误差放大器，被耦合到电容器，所述误差放大器被配置为接收基准电压、第一电压和调节电流并且与所述电容器一起生成补偿电压，所述第一电压与反馈电压相关联；电流生成器，被配置为接收所述补偿电压并且生成所述调节电流和第一电流；信号生成器，被配置为接收所述第一电流和第二电流，所述信号生成器还被配置为接收感测电压并生成调制信号；门驱动器，该门驱动器直接地或间接地被耦合到所述信号生成器并且被配置为至少基于与所述调制信号相关联的信息生成驱动信号；开关，被配置为接收所述驱动信号并且影响流经与次级绕组相耦合的初级绕组的初级电流；其中：所述次级绕组与电源变换系统的输出电压和输出电流相关联，所述电源变换系统至少包括所述初级绕组和所述次级绕组；所述反馈电压至少取决于所述输出电压和所述输出电流；所述感测电压至少取决于所述初级电流；其中：所述误差放大器至少通过跨导来表征并且还被配置为至少基于与所述调节电流相关联的信息来改变所述跨导；所述跨导随着所述电源变换系统的输出电流的减小而减小。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓敏，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。