專利名稱：一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換器電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源電路，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路通常采用原邊控制方式。如圖I所示，隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路10通常采用變壓器Tl作為儲(chǔ)能元件。一功率開(kāi)關(guān)電耦接至變壓器的原邊Lp，控制電路控制該功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，使能量交替地在變壓器Tl的原邊中被存儲(chǔ)或被傳遞到變壓器的副邊Ls。變壓器的副邊Ls將能量傳遞至輸出電容Co，在輸出電容Co兩端產(chǎn)生ー輸出電壓Vo，該輸出電壓No即為隔離式變換器的直流輸出電壓。在圖I所示的隔離式變換器中，功率開(kāi)關(guān)和控制電路被集成在芯片ICl中。在原邊控制的隔尚式變換器中，輸出電壓Vo通過(guò)ー耦合器件DO反饋至控制電路的反饋端FB，與流過(guò)功率開(kāi)關(guān)的電流一起控制功率開(kāi)關(guān)的通斷。在原邊控制方式中，耦合器件必須一直保持工作狀態(tài)以保證隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路正常工作。當(dāng)耦合器件由光耦器件及其輔助器件(如電阻等)實(shí)現(xiàn)時(shí)，光耦器件的功耗隨著負(fù)載的減輕而増大。因此耦合器件増加了系統(tǒng)的空載損耗，降低了系統(tǒng)在輕載狀態(tài)下的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種副邊控制的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路及其控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，包括輸入端ロ，接收輸入電壓；輸出端ロ，提供輸出電壓；變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端ロ以接收輸入電壓；原邊功率開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器的原邊繞組的第二端，所述第二端接原邊參考地；副邊功率開(kāi)關(guān)，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端ロ之間；副邊控制器，具有電源端、第一反饋端和耦合控制端，其中所述電源端接收輸出電壓，所述第一反饋端接收表征輸出電壓的第一反饋信號(hào)，基于輸出電壓和第一反饋信號(hào)，所述副邊控制器在耦合控制端產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)；耦合器件，具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，其中所述輸入側(cè)耦接在輸出電壓和副邊控制器的耦合控制端之間，以接收輸出電壓和頻率調(diào)制信號(hào)，所述耦合器件基于所述輸出電壓和所述頻率調(diào)制信號(hào)，在其輸出側(cè)提供頻率控制信號(hào)；原邊控制器，具有電流檢測(cè)端、頻率控制信號(hào)端和輸出端，其中電流檢測(cè)端耦接至原邊功率開(kāi)關(guān)接收電流檢測(cè)信號(hào)，頻率控制信號(hào)端耦接至耦合器件的輸出側(cè)接收頻率控制信號(hào)，所述原邊控制器基于電流檢測(cè)信號(hào)和頻率控制信號(hào)，在輸出端輸出門(mén)極信號(hào)至原邊功率開(kāi)關(guān)的控制端以控制原邊功率開(kāi)關(guān)的通斷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述副邊控制器包括誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接第一反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收誤差基準(zhǔn)信號(hào)，基于第一反饋信號(hào)和誤差基準(zhǔn)信號(hào)，誤差放大器在輸出端輸出誤差信號(hào)；誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號(hào)，所述第二輸入端耦接調(diào)制信號(hào)，基于誤差信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至耦合控制端，所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號(hào)，基于第一比較信號(hào) ，所述第一開(kāi)關(guān)或開(kāi)通或關(guān)斷，在耦合控制端產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述原邊控制器包括峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，所述第三比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側(cè)接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述邏輯電路包括第一 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中所述置位端耦接頻率控制信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在輸出端輸出邏輯控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述邏輯電路輸出的邏輯控制信號(hào)作為門(mén)極信號(hào)耦接至原邊功率開(kāi)關(guān)的控制端控制原邊功率開(kāi)關(guān)的通斷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述原邊控制器原邊控制器還具有第二反饋端，所述原邊控制器原邊控制器還包括負(fù)載檢測(cè)電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收門(mén)極信號(hào)，基于第二反饋信號(hào)和門(mén)極信號(hào)，所述負(fù)載檢測(cè)電路在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)；啟動(dòng)控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，基于電流檢測(cè)信號(hào)，所述啟動(dòng)控制電路在輸出端輸出啟動(dòng)控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述原邊控制器還包括選擇器，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動(dòng)控制電路接收啟動(dòng)控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯控制信號(hào)，所述控制端接收負(fù)載檢測(cè)信號(hào)，基于負(fù)載檢測(cè)信號(hào)，所述選擇器選擇將啟動(dòng)控制信號(hào)或邏輯控制信號(hào)選擇作為門(mén)極信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述負(fù)載檢測(cè)電路包括負(fù)載檢測(cè)比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)，基于第二反饋信號(hào)和負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)，所述負(fù)載檢測(cè)比較器輸出負(fù)載比較信號(hào)；脈沖電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門(mén)極信號(hào)，基于門(mén)極信號(hào)，所述輸出端輸出脈沖信號(hào)；鎖存器，具有時(shí)鐘端，信號(hào)輸入端和輸出端，所述時(shí)鐘端至脈沖電路的輸出端接收脈沖信號(hào)，所述信號(hào)輸入端ロ耦接至負(fù)載檢測(cè)比較器的輸出端接收負(fù)載比較信號(hào)，基于脈沖信號(hào)和負(fù)載比較信號(hào)，所述鎖存器在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述啟動(dòng)控制電路包括最大峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)最大值，基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)最大值，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號(hào)；振蕩器，輸出固定的時(shí)鐘信號(hào)；第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至最大峰值比較器的輸出端接收最大峰值電流控制信號(hào)，基于時(shí)鐘信號(hào)和最大峰值電流控制信號(hào)，所述第二 RS觸發(fā)器在輸出端輸出啟動(dòng)控制信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法。所述控制方法包括通過(guò)變壓器的原邊繞組接收輸入電壓；通過(guò)原邊控制器控制與變壓器原邊繞組耦接的原邊功率開(kāi)關(guān)，將儲(chǔ)存在變壓器原邊繞組的能量轉(zhuǎn)移至變壓器的副邊繞組，并提供輸出電壓給負(fù)載；檢測(cè)輸出電壓并生成第一反饋信號(hào)；基于第一反饋信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，生成頻率調(diào)制信號(hào)；通過(guò)耦合器件接收頻率調(diào)制信號(hào)，并生成頻率控制信號(hào)耦合到原邊控制器；檢測(cè)流經(jīng)變壓器的原邊繞組的電流，生成電流檢測(cè)信號(hào)；基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，生成峰值電流控制信號(hào)；基于峰值電流控制信號(hào)和頻率調(diào)制信號(hào)，生成門(mén)極信號(hào) 來(lái)控制原邊功率開(kāi)關(guān)。根據(jù)本發(fā)明上述各方面的隔離式電壓轉(zhuǎn)換器電路及其控制方法，有效提高了電路的效率。


圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中的原邊控制的隔離式電壓變換器的電路示意 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的電路結(jié)構(gòu)示意 圖3示出了負(fù)載跳變時(shí)圖2電路中的各信號(hào)的波形示意 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的原邊控制器204的電路結(jié)構(gòu)示意 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法50。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法60。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少ー個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“ー個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20包括輸入端ロ，接收輸入電壓Vin ;輸出端ロ，提供輸出電壓Vo ;變壓器Tl，具有原邊繞組Lp，副邊繞組Ls和第三繞組Lt，其中，原邊繞組Lp，副邊繞組Ls和第三繞組Lt分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組Lp的第一端耦接至輸入端ロ以接收輸入電壓Vin ;原邊功率開(kāi)關(guān)M1，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器Tl的原邊繞組Lp的第二端，所述第二端接原邊參考地PGND ;副邊功率開(kāi)關(guān)D1，耦接在變壓器的副邊繞組Ls的第一端和輸出端ロ之間；副邊控制器202，具有電源端VCC，第一反饋端FBl和耦合控制端0P，其中所述電源端VCC接收輸出電壓Vo，所述第一反饋端FBl接收表征輸出電壓Vo的第一反饋信號(hào)Vfbl,基于輸出電壓Vo和第一反饋信號(hào)Vfbl，所述副邊控制器202在耦合控制端OP產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)；耦合器件，包括輸入側(cè)101-1和輸出側(cè)101-2，其中輸入側(cè)101-1耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之 間，以接收輸出電壓Vo和頻率調(diào)制信號(hào)，所述耦合器件基于所述輸出電壓和所述頻率調(diào)制信號(hào)，在其輸出端提供頻率控制信號(hào)Con ;原邊控制器201，具有電流檢測(cè)端CS，頻率控制信號(hào)端FRE和輸出端Drv，其中電流檢測(cè)端CS耦接表征流過(guò)原邊繞組Lp的電流的電流檢測(cè)信號(hào)Vcs，頻率控制信號(hào)端FRE耦接至耦合器件的輸出側(cè)101 — 2接收頻率控制信號(hào)Con，所述原邊控制器201基于電流檢測(cè)信號(hào)Vcs和頻率控制信號(hào)Con，在其輸出端Drv輸出門(mén)極信號(hào)Gate至原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的控制端以控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的通斷。在一個(gè)實(shí)施例中，所述耦合器件的輸出側(cè)101 — 2耦接在原邊控制器201的頻率控制信號(hào)端FRE和原邊參考地PGND之間。如圖2所示，耦合器件包括光電耦合器件。所述光電耦合器件的輸入側(cè)101 — I包括發(fā)光二極管，其輸出側(cè)101 — 2包括光敏晶體管。所述發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻R2耦接至輸出端ロ以接收輸出電壓Vo ;陰極耦接至副邊控制器202的，將耦合控制端OP提供的頻率調(diào)制信號(hào)耦合至光敏晶體管。所述光敏晶體管的一端接原邊參考地PGND，另一端輸出所述頻率控制信號(hào)Con。所述頻率控制信號(hào)Con與頻率調(diào)制信號(hào)具有相似的波形，不同的幅值。其中電阻R2用于限制流過(guò)發(fā)光二極管的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻R2可省略。發(fā)光二極管和電阻R2不局限于圖2所示實(shí)施例中的連接方式。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻R2與發(fā)光二極管的位置互換。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，光耦器件及電阻R2的作用是為了將頻率調(diào)制信號(hào)耦合成頻率控制信號(hào)，從而提供給原邊控制器201，任何可實(shí)現(xiàn)上述功能的連接方式或器件(比如霍爾器件)均包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。光電耦合器件的工作原理為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識(shí)，為敘述簡(jiǎn)明，此處不再詳細(xì)闡述。在一個(gè)實(shí)施例中，所述副邊控制器202包括誤差放大器102，具有第一輸入端(正輸入端)、第二輸入端(負(fù)輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接表征輸出電壓Vo的第一反饋信號(hào)Vfbl，所述第二輸入端接收誤差基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，基于第一反饋信號(hào)Vfbl和誤差基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，所述誤差放大器102在輸出端輸出誤差信號(hào)Vc ;誤差比較器103，具有第一輸入端(負(fù)輸入端)，第二輸入端(正輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端稱接至誤差放大器102的輸出端接收誤差信號(hào)Vc，所述第二輸入端耦接調(diào)制信號(hào)Vsaw，基于誤差信號(hào)Vc和調(diào)制信號(hào)Vsaw,所述誤差比較器103在輸出端輸出第一比較信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)M2,具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至耦合控制端0P，所述第二端接副邊參考地SGND，所述控制端耦接至誤差比較器103的輸出端接收第一比較信號(hào)，基于第一比較信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)M2或開(kāi)通或關(guān)斷，在所述耦合控制端OP產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述副邊控制器202還包括調(diào)制信號(hào)發(fā)生器104。所述調(diào)制信號(hào)發(fā)生器104具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至副邊功率管Dl的第一端接收同步信號(hào)，并基于同步信號(hào)，所述調(diào)制信號(hào)發(fā)生器104在其輸出端輸出調(diào)制信號(hào)Vsaw。所述調(diào)制信號(hào)發(fā)生器104的功能為當(dāng)副邊功率管Dl開(kāi)啟時(shí)，同步信號(hào)為高，調(diào)制信號(hào)Vsaw上升；當(dāng)調(diào)制信號(hào)Vsaw上升至誤差信號(hào)Vc時(shí)，調(diào)制信號(hào)下降為低電平，等待下一次同步信號(hào)為高時(shí)，調(diào)制信號(hào)Vsaw再次上升。調(diào)制信號(hào)發(fā)生器104為本領(lǐng)域的公知常識(shí)，為敘述簡(jiǎn)明，此處不再闡述其具體電路。調(diào)制信號(hào)Vsaw的產(chǎn)生并不必須基于同步信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號(hào)Vsaw在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期具有固定的低電平時(shí)間t。即經(jīng)過(guò)固定時(shí)間t，調(diào)制信號(hào)Vsaw開(kāi)始上升；當(dāng)調(diào)制信號(hào)Vsaw上升至誤差信號(hào)Vc時(shí)，變?yōu)榈碗娖?。再次?jīng)過(guò)固定時(shí)間t，調(diào)制信號(hào) Vsaw上升。以上過(guò)程周而復(fù)始。所述固定低電平時(shí)間可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述原邊控制器201包括峰值比較器107，具有第一輸入端、第ニ輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)Vcs,所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)Vlim，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)Vcs和峰值電流信號(hào)Vlim，所述峰值比較器107在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)Vp ;邏輯電路108,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側(cè)101-2接收頻率控制信號(hào)Con，所述第二輸入端耦接至峰值比較器107的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)Vp，基于頻率控制信號(hào)Con和峰值電流控制信號(hào)Vp，所述邏輯電路108在輸出端輸出邏輯控制信號(hào)111。在該實(shí)施例中，所述第一 RS觸發(fā)器為電平觸發(fā)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 RS觸發(fā)器為脈沖觸發(fā)，頻率控制信號(hào)Con下降沿有效。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路108輸出的邏輯控制信號(hào)111被用作門(mén)極信號(hào)Gate來(lái)控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的通斷。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，門(mén)極信號(hào)Gate通常會(huì)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力后再控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的通斷。驅(qū)動(dòng)器屬于本領(lǐng)域的公知常識(shí)，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在圖2中未表示。在圖2所示的實(shí)施例中，頻率控制信號(hào)Con低電平有效。邏輯電路108包括 第一反相器109，具有輸入端和輸入端，其中輸入端耦接至耦合器件輸出側(cè)101-2接收頻率控制信號(hào)Con，基于頻率控制信號(hào)Con，所述第一反相器109在輸出端輸出反相頻率控制信號(hào);第一 RS觸發(fā)器106，具有置位端” S”、復(fù)位端”R”和輸出端”Q”，其中置位端” S”耦接至第一反相器109的輸出端接收反相頻率控制信號(hào)，復(fù)位端” R”耦接至峰值比較器107的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)Vp，基于反相頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)Vp，所述第一 RS觸發(fā)器106在輸出端輸出邏輯控制信號(hào)111。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道在頻率控制信號(hào)Con高電平有效的實(shí)施例中，第一反相器109可省略；第一反相器109也可位于第一 RS觸發(fā)器106內(nèi)部，即置位端為“S”，該置位端“’低電平有效。圖3示出了負(fù)載跳變時(shí)圖2所示隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20中的各信號(hào)的波形示意圖。其中，Iload代表負(fù)載電流，即為圖2中流過(guò)負(fù)載電阻RL的電流；OT1代表副邊功率開(kāi)關(guān)Dl的通斷示意波形，并不是具體的信號(hào)波形，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)管Dl開(kāi)通時(shí)，⑶I為高，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)管Dl關(guān)斷吋，GDl為低；Gate代表邏輯電路108的輸出信號(hào)，也就是原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的門(mén)極イ目號(hào)，在圖2所不的實(shí)施例中，Gate為聞時(shí)，原邊功率開(kāi)關(guān)Ml開(kāi)通，Gate為低時(shí)，原邊功率開(kāi)關(guān)Ml關(guān)斷；Vc為誤差信號(hào)；Vsaw為調(diào)制信號(hào)；Con為頻率控制信號(hào)下面結(jié)合圖2和圖3來(lái)說(shuō)明隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20的工作過(guò)程。在隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20穩(wěn)定工作時(shí)，輸出電壓Vo保持不變。t0時(shí)刻，負(fù)載由重載向輕載跳變。此時(shí)輸出電壓Vo將略微上升，第一反饋信號(hào)Vfbl跟隨上升，導(dǎo)致誤差信號(hào)Vc上升。由于調(diào)制信號(hào)Vsaw的上升斜率是固定的，因此調(diào)制信號(hào)Vsaw上升至誤差信號(hào)Vc的時(shí)間增加，使第一比較器103輸出的第一比較信號(hào)的低電平時(shí)間增加。從而使第一開(kāi)關(guān)M2的關(guān)斷時(shí)間增カロ。頻率控制信號(hào)Con在開(kāi)關(guān)管M2關(guān)斷時(shí)為高，在開(kāi)關(guān)管M2導(dǎo)通時(shí)為低電平脈沖，因此當(dāng)負(fù)載由重載跳變?yōu)檩p載吋，輸出電壓的增大將使得頻率控制信號(hào)Con的高電平時(shí)間增加，即頻率控制信號(hào)輸出低電平脈沖的間隔增加。頻率控制信號(hào)Con經(jīng)過(guò)第一反相器109的反相后，置位第一 RS觸發(fā)器106，使邏輯控制信號(hào)111為高，即門(mén)極信號(hào)Gate為高，從而開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)Ml。頻率控制信號(hào)Con的低電平脈沖的間隔時(shí)間的延長(zhǎng)，意味著原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的關(guān)斷時(shí)間增加。從而使得在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，輸入電壓傳遞到負(fù)載RL的能量減小，以適應(yīng)負(fù)載電流的下降。在tl時(shí)刻，負(fù)載由輕載跳變?yōu)橹剌d，輸出電壓Vo下降，第一反饋信號(hào)Vfbl跟隨下降，則誤差信號(hào)Vc下降，使得第一開(kāi)關(guān)M2的關(guān)斷時(shí)間減少，從而使得頻率控制信號(hào)Con的高電平時(shí)間縮短，即頻率控制信號(hào)輸出低電平脈沖的間隔減小。頻率控制信號(hào)Con經(jīng)過(guò)第一反相器109的反相后，置位第一 RS觸發(fā)器106，使邏輯控制信號(hào)111為高，即門(mén)極信號(hào)Gate為高，從而開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)Ml。頻率控制信號(hào)Con的低電平脈沖的間隔時(shí)間的縮短，意味著原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的關(guān)斷時(shí)間縮短。從而使得在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，輸入電壓傳遞到負(fù)載RL的能量増加，以適應(yīng)負(fù)載電流的上升。由于在隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路20中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)M2被斷開(kāi)時(shí)耦合器件處于“空閑”狀態(tài)。在空載和輕載狀態(tài)下，第一開(kāi)關(guān)M2的斷開(kāi)時(shí)間延長(zhǎng)，相應(yīng)地，耦合器件的“空閑”狀態(tài)時(shí)間也被延長(zhǎng)。因此，耦合器件及其輔助電路(如電阻R2)的功耗大大降低，從而有效提高了隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的效率。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的原邊控制器204的電路結(jié)構(gòu)示意圖。與原邊控制器201相比，所述原邊控制器204還具有第二反饋端FB2，耦接至第三繞組Lt的第一端接收第二反饋信號(hào)Vfb2，所述原邊控制器204中的邏輯電路108c還包括負(fù)載檢測(cè)電路401，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào)V fb2,所述第二輸入端接收門(mén)極信號(hào)Gate，基于第二反饋信號(hào)V fb2和門(mén)極信號(hào)Gate，所述負(fù)載檢測(cè)電路401在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403 ;啟動(dòng)控制電路402，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)V cs，基于電流檢測(cè)信號(hào)V cs，所述啟動(dòng)控制電路在輸出端輸出啟動(dòng)控制信號(hào)404。副邊控制器的電源端Vcc耦接至輸出端接收輸出電壓Vo作為供電電壓。在啟動(dòng)時(shí)和輸出電壓Vo偏低時(shí)，副邊控制器可能由于供電不足而輸出錯(cuò)誤的頻率控制信號(hào)Con。此時(shí)，原邊控制器204采用啟動(dòng)控制電路402控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml的通斷，屏蔽副邊控制器輸出的錯(cuò)誤的頻率控制信號(hào)Con的控制。在一個(gè)實(shí)施例中，所述原邊控制器204還包括選擇器118，具有第一輸入、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動(dòng)控制電路402接收啟動(dòng)控制信號(hào)404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收邏輯控制信號(hào)111，所述控制端接收負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403，基于負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403，所述選擇器118將啟動(dòng)控制信號(hào)404或邏輯控制信號(hào)111耦接至輸出端，作為門(mén)極信號(hào)Gate控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml。在一個(gè)實(shí)施例中，所述選擇器118包括單端雙擲開(kāi)關(guān)(STOT)，所述單端雙擲開(kāi)關(guān)具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中其中所述第一輸入端耦接至啟動(dòng)控制電路402接收啟動(dòng)控制信號(hào)404，所述第二輸入端耦接至第一 RS觸發(fā)器的輸出端接收邏輯控制信號(hào)111，所述控制端接收負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403，當(dāng)負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403有效時(shí)，所述單刀雙擲開(kāi)關(guān)將啟動(dòng)控制信號(hào)404耦接至輸出端，作為門(mén)極信號(hào)Gate控制原邊功率開(kāi)關(guān)M1，當(dāng)負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403無(wú)效時(shí)，所述單刀雙擲開(kāi)關(guān)將第一 RS觸發(fā)器輸出的邏輯控制信號(hào)111耦接至輸出端，作為門(mén)極信號(hào)Gate控制原邊功率開(kāi)關(guān)Ml。在一個(gè)實(shí)施例中，所述負(fù)載檢測(cè)電路401包括負(fù)載檢測(cè)比較器121，具有第一輸入端(負(fù)輸入端)、第二輸入端(正輸入端)和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào) Vfb2，所述第二輸入端接收負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)Vref2，基于第二反饋信號(hào)Vfb2和負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)Vref2，所述負(fù)載檢測(cè)比較器121輸出負(fù)載比較信號(hào)125 ;脈沖電路123，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門(mén)極信號(hào)Gate,基于門(mén)極信號(hào)Gate,所述輸出端輸出脈沖信號(hào)124 ;鎖存器126，具有時(shí)鐘端ロ，信號(hào)輸入端口和輸出端ロ，所述時(shí)鐘端ロ至脈沖電路123的輸出端接收脈沖信號(hào)124，所述信號(hào)輸入端ロ耦接至負(fù)載檢測(cè)比較器121的輸出端接收負(fù)載比較信號(hào)125，基于脈沖信號(hào)124和負(fù)載比較信號(hào)125，所述鎖存器126在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403。在一個(gè)實(shí)施例中，所述負(fù)載檢測(cè)電路401還包括延時(shí)電路120,具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門(mén)極信號(hào)Gate，所述輸出端耦接至脈沖電路的輸出端。當(dāng)門(mén)極信號(hào)Gate關(guān)閉原邊功率開(kāi)關(guān)M1，經(jīng)過(guò)延時(shí)電路120預(yù)設(shè)的延時(shí)時(shí)間，脈沖電路123輸出脈沖信號(hào)124。第二反饋信號(hào)Vfb2是第三繞組Lt上的電壓信號(hào)。當(dāng)原邊功率開(kāi)關(guān)Ml關(guān)斷后，副邊功率開(kāi)關(guān)管Dl開(kāi)啟，此時(shí)第二反饋信號(hào)Vfb2跳變至輸出電壓Vo。副邊控制器202由輸出電壓Vo供電。若是輸出電壓Vo較低(在電路啟動(dòng)時(shí)期或是輸出電壓在正常工作時(shí)掉電)，以至于副邊控制器202無(wú)法正常工作，則頻率控制信號(hào)Con可能是錯(cuò)誤的。當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通吋，第二反饋信號(hào)Vfb2與輸出電壓No成正比。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)輸出電壓Vo較低，以至于副邊控制器無(wú)法正常正作時(shí)，第二反饋信號(hào)Vfb2低于負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)Vref2，負(fù)載檢測(cè)比較器121翻轉(zhuǎn)。在鎖存器接收到脈沖電路123輸出脈沖信號(hào)124后，將負(fù)載檢測(cè)比較器121輸出的負(fù)載檢測(cè)比較信號(hào)鎖存住，輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403來(lái)指示輸出電壓Vo的狀態(tài)。由上述描述可知，在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，負(fù)載檢測(cè)電路401都將檢測(cè)輸出電壓Vo，若輸出電壓Vo低于一定值(第二反饋電壓Vfb2小于負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)Vref2),負(fù)載檢測(cè)信號(hào)403將控制選擇器118將啟動(dòng)控制電路輸出的啟動(dòng)控制信號(hào)404作為門(mén)極信號(hào)Gate。延時(shí)電路120的延時(shí)時(shí)間是為了鎖存器126鎖存的信號(hào)是在第二反饋信號(hào)Vfb2穩(wěn)定的狀態(tài)下得到的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)Vref2和延時(shí)電路120的延時(shí)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際電路應(yīng)用情況進(jìn)行設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，啟動(dòng)控制電路402包括最大峰值比較器119,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)Vcs，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)最大值Vlim_max,基于電流檢測(cè)信號(hào)Vcs和峰值電流信號(hào)最大值Vlim_max,所述最大峰值比較器119在輸出端輸出最大峰值電流控制信號(hào)Vmp ;振蕩器114,輸出時(shí)鐘信號(hào)Vosc ;第二 RS觸發(fā)器117，具有置位端“S”、復(fù)位端“R”和輸出端“Q”，所述置位端“S”耦接至振蕩器114接收時(shí)鐘信號(hào)Vosc，所述復(fù)位端“R”耦接至最大峰值比較器119的輸出端接收最大峰值電流控制信號(hào)Vmp,基于時(shí)鐘信號(hào)Vosc和最大峰值電流控制信號(hào)Vmp,所述第二RS觸發(fā)器117在輸出端“Q”輸出啟動(dòng)控制信號(hào)404。在一個(gè)實(shí)施例中，振蕩器114輸出的時(shí)鐘信號(hào)Vosc具有固定頻率fsjnax，即隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的最大工作頻率。最大峰值比較器119將電流檢測(cè)信號(hào)Vcs與峰值電流信號(hào)最大值Vlim_max相比較從而輸出信號(hào)來(lái)控制第二 RS觸發(fā)器117的置位端。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法50。所述控制方法50包括步驟501，通過(guò)變壓器的原邊繞組接收輸入電壓；步驟502，通過(guò)原邊控制器控制與變壓器原邊繞組耦接的原邊功率開(kāi)關(guān)，將儲(chǔ)存在變壓器原邊繞組的能量轉(zhuǎn)移至變 壓器的副邊繞組，并提供輸出電壓給負(fù)載；步驟503，檢測(cè)輸出電壓并生成第一反饋信號(hào)；步驟504，基于第一反饋信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，生成頻率調(diào)制信號(hào)；步驟505，通過(guò)耦合器件接收頻率調(diào)制信號(hào)，并生成頻率控制信號(hào)耦合到原邊控制器；步驟506，檢測(cè)流經(jīng)變壓器的原邊繞組的電流，生成電流檢測(cè)信號(hào)；步驟507，基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，生成峰值電流控制信號(hào)；步驟508，基于峰值電流控制信號(hào)和頻率控制信號(hào)，生成門(mén)極信號(hào)來(lái)控制原邊功率開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號(hào)在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期具有固定的低電平時(shí)間，并且在固定的低電平時(shí)間結(jié)束后開(kāi)始升高，直至等于誤差信號(hào)。調(diào)制信號(hào)可以線性升高，也可以以曲線函數(shù)方式升高。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號(hào)與副邊功率開(kāi)關(guān)同步，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)，所述調(diào)制信號(hào)開(kāi)始升高，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述調(diào)制信號(hào)為低電平。調(diào)制信號(hào)可以線性升高，也可以以曲線函數(shù)方式升高。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟504包括基于第一反饋信號(hào)和誤差基準(zhǔn)信號(hào)的差值，產(chǎn)生誤差信號(hào)；基于誤差信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的比較，產(chǎn)生第一比較信號(hào)；基于第一比較信號(hào)，產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，基于第一比較信號(hào)產(chǎn)生頻率控制信號(hào)包括當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯低電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯高電平；當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯高電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯低電平。在其它實(shí)施例中，也可以是當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯高電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯高電平；當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯低電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯低電平。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟508包括當(dāng)頻率控制信號(hào)產(chǎn)生脈沖時(shí)，門(mén)極信號(hào)開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)；當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)大于峰值電流信號(hào)最大值時(shí)，門(mén)極信號(hào)關(guān)斷原邊功率開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率最大值信號(hào)是ー個(gè)固定的時(shí)鐘信號(hào)，由振蕩器產(chǎn)生。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法60。所述控制方法60包括步驟601，通過(guò)變壓器的原邊繞組接收輸入電壓；步驟602，通過(guò)原邊控制器控制與變壓器原邊繞組耦接的原邊功率開(kāi)關(guān)，將儲(chǔ)存在變壓器原邊繞組的能量轉(zhuǎn)移至變壓器的副邊繞組，并提供輸出電壓給負(fù)載；步驟603，檢測(cè)輸出電壓并生成第一反饋信號(hào)；步驟604，基于第一反饋信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，生成頻率調(diào)制信號(hào)；步驟605，通過(guò)耦合器件接收頻率調(diào)制信號(hào)，并生成頻率控制信號(hào)耦合至原邊控制器；步驟606，檢測(cè)流經(jīng)變壓器的原邊繞組的電流，生成電流檢測(cè)信號(hào)；步驟607，基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，生成峰值電流控制信號(hào)；步驟608，基于峰值電流控制信號(hào)和頻率調(diào)制信號(hào)，生成邏輯控制信號(hào)；步驟609，采用啟動(dòng)控制電路來(lái)產(chǎn)生啟動(dòng)控制信號(hào)；步驟610，基于第二反饋信號(hào)產(chǎn)生負(fù)載檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)诙答佇盘?hào)小于負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)值時(shí)，所述負(fù)載檢測(cè)信號(hào)有效；步驟611，當(dāng)負(fù)載檢測(cè)信號(hào)有效時(shí)，將啟動(dòng)控制信號(hào)作為門(mén)極信號(hào)，當(dāng)負(fù)載檢測(cè)信號(hào)無(wú)效時(shí)，將邏輯控制信號(hào)作為門(mén)極信號(hào)；其中第二反饋信號(hào)是基于變壓器的第三繞組兩端的電壓產(chǎn)生的，表征輸出電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號(hào)在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期具有固定的低電平時(shí)間，并且在固定的低電平時(shí)間結(jié)束后開(kāi)始升高，直至等于誤差信號(hào)。調(diào)制信號(hào)可以線性升高，也可以以曲線函數(shù)方式升高。在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)制信號(hào)與副邊功率開(kāi)關(guān)同步，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)，所述調(diào)制信號(hào)開(kāi)始升高，當(dāng)副邊功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述調(diào)制信號(hào)為低電平。調(diào)制信號(hào)可以線性升高，也可以以曲線函數(shù)方式升高。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟604包括基于第一反饋信號(hào)和誤差基準(zhǔn)信號(hào)的差值，產(chǎn)生誤差信號(hào)；基于誤差信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的比較，產(chǎn)生第一比較信號(hào)；基于第一比較信號(hào)，產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，基于第一比較信號(hào)產(chǎn)生頻率控制信號(hào)包括當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯低電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯高電平；當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯高電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯低電平。在其它實(shí)施例中，也可以是當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯高電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯高電平；當(dāng)?shù)谝槐容^信號(hào)為邏輯低電平時(shí)，頻率控制信號(hào)為邏輯低電平。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟608包括當(dāng)頻率控制信號(hào)為邏輯低電平吋，門(mén)極信號(hào)開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)；當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)大于峰值電流信號(hào)吋，門(mén)極信號(hào)關(guān)斷原邊功率開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟611包括當(dāng)頻率最大值信號(hào)為邏輯高電平吋，門(mén)極信 號(hào)開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)；當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)大于峰值電流信號(hào)最大值時(shí)，門(mén)極信號(hào)關(guān)斷原邊功率開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率最大值信號(hào)是ー個(gè)固定的時(shí)鐘信號(hào)，由振蕩器產(chǎn)生。雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路包括 輸入端口，接收輸入電壓； 輸出端口，提供輸出電壓； 變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口以接收輸入電壓； 原邊功率開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至變壓器的原邊繞組的第二端，所述第二端接原邊參考地； 副邊功率開(kāi)關(guān)，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間； 副邊控制器，具有電源端、第一反饋端和耦合控制端，其中所述電源端接收輸出電壓，所述第一反饋端接收表征輸出電壓的第一反饋信號(hào)，基于輸出電壓和第一反饋信號(hào)，所述副邊控制器在耦合控制端產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)； 耦合器件，具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，其中所述輸入側(cè)耦接在輸出端口和副邊控制器的耦合控制端之間，以接收輸出電壓和頻率調(diào)制信號(hào)，所述耦合器件基于所述輸出電壓和所述頻率調(diào)制信號(hào)，在其輸出側(cè)提供頻率控制信號(hào)； 原邊控制器，具有電流檢測(cè)端、頻率控制信號(hào)端和輸出端，其中電流檢測(cè)端接收表征流過(guò)原邊繞組的電流的電流檢測(cè)信號(hào)，頻率控制信號(hào)端耦接至耦合器件的輸出側(cè)接收頻率控制信號(hào)，所述原邊控制器基于電流檢測(cè)信號(hào)和頻率控制信號(hào)，在輸出端輸出門(mén)極信號(hào)至原邊功率開(kāi)關(guān)的控制端以控制原邊功率開(kāi)關(guān)的通斷。
2.如權(quán)利要求I所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述副邊控制器包括 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接第一反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收誤差基準(zhǔn)信號(hào)，基于第一反饋信號(hào)和誤差基準(zhǔn)信號(hào)，誤差放大器在輸出端輸出誤差信號(hào)； 誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差信號(hào)，所述第二輸入端耦接調(diào)制信號(hào)，基于誤差信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號(hào)； 第一開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至耦合控制端，所述第二端接副邊參考地，所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號(hào)，基于第一比較信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)或開(kāi)通或關(guān)斷，在耦合控制端產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述原邊控制器包括 峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，所述第三比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側(cè)接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯控制信號(hào)；其中， 所述邏輯電路輸出的邏輯控制信號(hào)作為門(mén)極信號(hào)耦接至原邊功率開(kāi)關(guān)的控制端控制原邊功率開(kāi)關(guān)的通斷。
4.如權(quán)利要求I所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述原邊控制器還具有第二反饋端，所述原邊控制器包括 峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，所述第三比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至耦合器件的輸出側(cè)接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在輸出端輸出邏輯控制信號(hào); 負(fù)載檢測(cè)電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收門(mén)極信號(hào)，基于第二反饋信號(hào)和門(mén)極信號(hào)，所述負(fù)載檢測(cè)電路在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)； 啟動(dòng)控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，基于電流檢測(cè)信 號(hào)，所述啟動(dòng)控制電路在輸出端輸出啟動(dòng)控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述原邊控制器還包括選擇器，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至啟動(dòng)控制電路接收啟動(dòng)控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至邏輯電路的輸出端接收邏輯控制信號(hào)，所述控制端接收負(fù)載檢測(cè)信號(hào)，基于負(fù)載檢測(cè)信號(hào)，所述選擇器選擇將啟動(dòng)控制信號(hào)或邏輯控制信號(hào)選擇作為門(mén)極信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述負(fù)載檢測(cè)電路包括 負(fù)載檢測(cè)比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收第二反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)，基于第二反饋信號(hào)和負(fù)載檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)，所述負(fù)載檢測(cè)比較器輸出負(fù)載比較信號(hào)； 脈沖電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收門(mén)極信號(hào)，基于門(mén)極信號(hào)，所述輸出端輸出脈沖信號(hào)； 鎖存器，具有時(shí)鐘端，信號(hào)輸入端和輸出端，所述時(shí)鐘端至脈沖電路的輸出端接收脈沖信號(hào)，所述信號(hào)輸入端口耦接至負(fù)載檢測(cè)比較器的輸出端接收負(fù)載比較信號(hào)，基于脈沖信號(hào)和負(fù)載比較信號(hào)，所述鎖存器在輸出端輸出負(fù)載檢測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求4所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，其中所述啟動(dòng)控制電路包括 最大峰值比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述第二輸入端接收峰值電流信號(hào)最大值，基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)最大值，所述最大峰值比較器在輸出端輸出最大峰值電流控制信號(hào)； 振蕩器，輸出固定的時(shí)鐘信號(hào)； 第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至最大峰值比較器的輸出端接收最大峰值電流控制信號(hào)，基于時(shí)鐘信號(hào)和最大峰值電流控制信號(hào)，所述第二 RS觸發(fā)器在輸出端輸出啟動(dòng)控制信號(hào)。
8.一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括 通過(guò)變壓器的原邊繞組接收輸入電壓；通過(guò)原邊控制器控制與變壓器原邊繞組耦接的原邊功率開(kāi)關(guān)，將儲(chǔ)存在變壓器原邊繞組的能量轉(zhuǎn)移至變壓器的副邊繞組，并提供輸出電壓給負(fù)載； 檢測(cè)輸出電壓并生成第一反饋信號(hào)； 基于第一反饋信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，生成頻率調(diào)制信號(hào)； 通過(guò)耦合器件接收頻率調(diào)制信號(hào)，并生成頻率控制信號(hào)耦合到原邊控制器； 檢測(cè)流經(jīng)變壓器的原邊繞組的電流，生成電流檢測(cè)信號(hào)； 基于電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，生成峰值電流控制信號(hào)； 基于峰值電流控制信號(hào)和頻率控制信號(hào)，生成門(mén)極信號(hào)來(lái)控制原邊功率開(kāi)關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法，其特征在于，其中所述基于第一反饋信號(hào)和調(diào)制信號(hào)生成頻率調(diào)制信號(hào)包括 基于第一反饋信號(hào)和誤差基準(zhǔn)信號(hào)的差值，產(chǎn)生誤差信號(hào)； 基于誤差信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的比較，產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 基于第一比較信號(hào)，產(chǎn)生頻率調(diào)制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求8所述的隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路的控制方法，其特征在于，其中所述基于峰值電流控制信號(hào)和頻率控制信號(hào)生成門(mén)極信號(hào)來(lái)控制原邊功率開(kāi)關(guān)包括 當(dāng)頻率控制信號(hào)產(chǎn)生脈沖時(shí)，門(mén)極信號(hào)開(kāi)通原邊功率開(kāi)關(guān)； 當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)大于峰值電流信號(hào)時(shí)，門(mén)極信號(hào)關(guān)斷原邊功率開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路及其控制方法，所述隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路包括輸入端口，接收輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓；變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組和第三繞組，其中，原邊繞組，副邊繞組和第三繞組分別具有第一端和第二端，所述原邊繞組的第一端耦接至輸入端口以接收輸入電壓；原邊功率開(kāi)關(guān)，耦接至變壓器的原邊繞組的第二端和原邊地之間；副邊功率開(kāi)關(guān)，耦接在變壓器的副邊繞組的第一端和輸出端口之間；副邊控制器，提供頻率調(diào)制信號(hào)；耦合器件，接收頻率調(diào)制信號(hào)，提供頻率控制信號(hào)；原邊控制器，接收電流檢測(cè)信號(hào)，頻率控制信號(hào)，在輸出端輸出門(mén)極信號(hào)至原邊功率開(kāi)關(guān)的控制端以控制原邊功率開(kāi)關(guān)的通斷。
文檔編號(hào)H02M3/157GK102655378SQ20121013941
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者任遠(yuǎn)程, 張軍明, 王斯然 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司