用於控制功率變換器的方法及功率變換器的製作方法
2023-09-12 00:30:10
專利名稱：用於控制功率變換器的方法及功率變換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於功率變換器的自適應斜率補償，尤其涉及ー種用於控制功率變換器的方法及功率變換器。
背景技術：
各種功率變換器已廣泛地用以將來自電源的經調節電壓以及電流提供到負載。為了安全起見，離線功率變換器必須在其初級側與其次級側之間提供隔離。在控制電路配備在功率變換器的初級側的狀況下，需要光耦合器以及次級側調節器來調節功率變換器的輸出電壓以及輸出電流。本發明的目標為提供用於在無需光耦合器以及次級側調節器的情況下在初級側控制功率變換器的輸出電壓以及輸出電流的PWM控制器。因此，功率變換器的大小以及費用可減小。
發明內容
本發明提供一種用於控制功率變換器的方法及功率變換器。此方法包含以下步驟根據反饋信號以及斜坡信號產生切換信號，此切換信號經耦合以切換變壓器以用於調節功率變換器的輸出；根據切換電流信號以及斜率補償信號產生斜坡信號；響應於輸入電壓信號而產生斜率補償信號；響應於功率變換器的輸入電壓的電平而產生輸入電壓信號；反饋信號是根據功率變換器的輸出產生，且切換電流信號與變壓器的切換電流相關。在本發明的實施例中，斜率補償信號與切換信號同步。在本發明的實施例中，切換電流信號的電平是通過功率變換器的輸入電壓的電平控制。在本發明的實施例中，輸入電壓信號是通過從變壓器的繞組進行檢測而產生。在本發明的實施例中，此方法還包含以下步驟限制切換信號的最大切換頻率；響應於從變壓器的繞組所檢測的信號而接通切換信號。本發明提供ー種功率變換器，其包括控制電路、第一分壓器以及變壓器。控制電路產生切換信號；第一分壓器耦合到控制電路；變壓器耦合到第一分壓器，變壓器以及第一分壓器響應於功率變換器的輸入電壓的電平而產生輸入電壓信號，切換信號經稱合以根據反饋信號以及斜坡信號切換變壓器以用於調節功率變換器的輸出；控制電路包含第二分壓器以及信號產生單元；第二分壓器根據切換電流信號以及斜率補償信號產生斜坡信號；信號產生單元耦合到第二分壓器，信號產生單元響應於輸入電壓信號而產生斜率補償信號；反饋信號是根據功率變換器的輸出產生，且切換電流信號與變壓器的切換電流相關。在本發明的實施例中，斜率補償信號與切換信號同步。在本發明的實施例中，切換電流信號的電平是通過功率變換器的輸入電壓的電平控制。在本發明的實施例中，輸入電壓信號是通過從變壓器的繞組進行檢測而產生。在本發明的實施例中，控制電路還包含脈衝產生電路。脈衝產生電路響應於從變壓器的繞組所檢測的信號而接通切換信號，且脈衝產生電路包含振蕩電路。振蕩電路包含用於限制切換信號的最大切換頻率的頻率限制単元。為了使本發明的前述以及其它特徵以及優點易於理解，下文詳細描述附有附圖的若干示範性實施例。
包含附圖以提供對本發明的進ー步理解，且附圖併入在本說明書中且構成本說明書的一部分。
本發明的實施例，且連同描述一起用以解釋本發明的原理。圖1示出基於本發明的功率變換器的說明性實施例電路圖；圖2示出圖1的功率變換器的反饋方案示意圖；圖3示出根據本發明的控制電路100的實施例電路圖；圖4示出根據本發明的輸入控制電路200的實施例電路圖；圖5示出根據本發明的脈衝產生電路250的實施例電路圖；圖6示出根據本發明的振蕩電路300的實施例電路圖。附圖標記說明10 :變壓器；20 :功率電晶體；30 :橋式整流器；31、32:電阻器；35、45、116、130、340 :電容器;40 :整流器；100:控制電路；110:信號檢測電路；115:誤差放大器；135、136:電阻器；120、281、375 :反相器；125、140、216、351、354、358 :開關；150、215、280、361、362、363 :比較器；170 :觸發器；200:輸入控制電路；210:輸入電壓檢測器；218、219、359 :電流源；250 :脈衝產生電路；300 :振湯電路；365、366 與非」門；367、370、285 與，，門；371 或，，門；376 :緩衝器；400 :功率變換器；
Sen :啟用信號；Sc:充電信號；SD、SDM:放電信號；Sfd :快速放電信號；Sff :切換信號；SH:控制信號；Ic:充電電流；ID:放電電流；IP:切換電流；Im :調製信號；VT1、VT2、VH、VL、VHL :閾值；Vac AC 電壓；VIN:DC 輸入電壓；Vb :反饋信號；V。輸出電壓；Vs :信號；Ve:切換電流信號；Vea :誤差放大器A(S)的輸出信號；Ve :誤差放大器A (S)的參考電壓；Vkef:參考電壓；Vcc :系統電壓；Vm :斜率補償信號；Vramp、RMP :斜坡信號；Re:電流感測電阻器；PLS:脈衝信號。
具體實施例方式圖1示出基於本發明的功率變換器的說明性實施例電路圖。橋式整流器30連接到輸入交流電壓Vac以及電容器35以將輸入AC電壓Vac變換為DC輸入電壓VIN。控制電路100產生用於通過功率電晶體20切換變壓器10的切換信號Sw。切換信號Sw是根據反饋信號Vb(圖2以及圖3中所示)產生以用於調節功率變換器400的輸出。變壓器10的輔助繞組以及電阻器31以及32產生耦合到控制器100以用於產生反饋信號Vb的信號\。整流器40以及電容器45耦合到變壓器10的次級繞組以用於產生功率變換器400的輸出電壓V0O當切換信號Sw接通功率電晶體20時，變壓器10的切換電流Ip以及電流感測電阻器R6將產生稱合到控制器100以用於電流模式脈寬調製(pulse width modulation ；PWM)的切換電流信號I。圖2示出圖1的功率變換器的反饋方案示意圖。P表示檢測輸出電壓％的功能電路，且a表示根據誤差放大器A(S)的輸出信號Vea產生反饋信號Vb的功能電路。\為誤差放大器A(S)的參考電壓。H(S)表不功率變換器400的輸出的輸出阻抗Z。,其是通過電容器45以及功率變換器400的輸出負載確定。塊PWM(S)表示功率變換器400的切換級的傳遞函數(AVO/AVB)。
權利要求
1.一種用於控制功率變換器的方法，其特徵在於，包括 根據反饋信號以及斜坡信號產生切換信號，所述切換信號經耦合以切換變壓器以用於調節所述功率變換器的輸出； 根據切換電流信號以及斜率補償信號產生所述斜坡信號； 響應於輸入電壓信號而產生所述斜率補償信號；以及 響應於所述功率變換器的輸入電壓的電平而產生所述輸入電壓信號， 其中所述反饋信號是根據所述功率變換器的所述輸出產生，且所述切換電流信號與所述變壓器的切換電流相關。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述斜率補償信號與所述切換信號同步。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述切換電流信號的電平是通過所述功率變換器的所述輸入電壓的所述電平控制。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述輸入電壓信號是通過從所述變壓器的繞組進行檢測而產生。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括 限制所述切換信號的最大切換頻率； 響應於從所述變壓器的繞組所檢測的信號而接通所述切換信號。
6.一種功率變換器，其特徵在於，包括 控制電路，其產生切換信號； 第一分壓器，其耦合到所述控制電路；以及 變壓器，其耦合到所述第一分壓器，其中所述變壓器以及所述第一分壓器響應於所述功率變換器的輸入電壓的電平而產生輸入電壓信號，且所述切換信號經耦合以根據反饋信號以及斜坡信號切換所述變壓器以用於調節所述功率變換器的輸出， 其中所述控制電路包括 第二分壓器，其中所述第二分壓器根據切換電流信號以及斜率補償信號產生所述斜坡信號；以及 信號產生單元，其耦合到所述第二分壓器，其中所述信號產生單元響應於所述輸入電壓信號而產生所述斜率補償信號， 其中所述反饋信號是根據所述功率變換器的所述輸出產生，且所述切換電流信號與所述變壓器的切換電流相關。
7.根據權利要求6所述的功率變換器，其特徵在於，所述斜率補償信號與所述切換信號同步。
8.根據權利要求6所述的功率變換器，其特徵在於，所述切換電流信號的電平是通過所述功率變換器的所述輸入電壓的所述電平控制。
9.根據權利要求6所述的功率變換器，其特徵在於，所述輸入電壓信號是通過從所述變壓器的繞組進行檢測而產生。
10.根據權利要求6所述的功率變換器，其特徵在於，所述控制電路還包括 脈衝產生電路，其響應於從所述變壓器的繞組所檢測的信號而接通所述切換信號，且所述脈衝產生電路包括振蕩電路， 其中所述振蕩電路包括用於限制所述切換信號的最大切換頻率的頻率限制單元。
全文摘要
本發明提供一種用於控制功率變換器的方法及功率變換器。此方法包含以下步驟；根據反饋信號以及斜坡信號產生切換信號，此切換信號經耦合以切換變壓器以用於調節功率變換器的輸出；根據切換電流信號以及斜率補償信號產生斜坡信號；響應於輸入電壓信號而產生斜率補償信號；響應於功率變換器的輸入電壓的電平而產生輸入電壓信號；反饋信號是根據功率變換器的輸出產生，且切換電流信號與變壓器的切換電流相關。
文檔編號H02M7/217GK103023357SQ20121030416
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月26日
發明者楊大勇, 林立, 唐嶽弘 申請人:崇貿科技股份有限公司