專利名稱：用于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種開關電源的穩(wěn)壓控制方法，具體地說，它是一種用 于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié)方法。
背景技術：
在已有技術中，開關電源的穩(wěn)壓控制常用模擬信號的方^實現(xiàn)。
例如圖7示出的一種AC-DC開關電源的電路模型，電網(wǎng)交流電壓AC 輸入后，經(jīng)過全橋整流和電容濾波變成直流，再經(jīng)過開關管G的開關變 換變成交流，然后通過開關變壓器T耦合輸出，經(jīng)過二極管D5的整流 和龜容C2的濾波后輸出直流DC。 DC輸出電壓經(jīng)電阻R2、 R3的分壓 后送入器件TL431的參考輸入端，經(jīng)過與TL431器件內(nèi)部基準電壓的比 較后，TL431器件陰陽兩極輸出采集電壓，經(jīng)光耦的隔離#^，作為DC 輸出端的采集電壓FB送入穩(wěn)壓控制器1';采樣電阻Rl采集開關變壓器 T原邊電淹的大小，并通過電阻Rl轉(zhuǎn)換為電壓信號SENSE送入穩(wěn)壓控 制器l',該SENSE采樣信號與振蕩器產(chǎn)生的斜坡補償信號進行疊加， 疊加后的信號與采集到的FB信號送入PWM比較器進行比較當DC 輸出電壓升高時，TL431器件參考輸入端的電壓隨之升高，該電壓與 TL431器件內(nèi)部的基準參考電壓2.5V作比較后，使得器件TL431陰陽 極簡電壓Vka降低，進而使光耦中發(fā)光二極管的電流If變大，于是光耦 中光敏管的集射兩極間動態(tài)電阻變小，使集射兩極間電壓變低，也就是 FB電壓變低，低于SENSE疊加后的電壓，則PWM比較器輸出高龜平， 該高電平將RS觸發(fā)器復位，RS觸發(fā)器Q端輸出低電平，關斷開關管G, 從兩使RS觸發(fā)器輸出的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的脈寬變窄,縮短開關管G 的導通時間，于是傳輸?shù)介_關變壓器T次級線圈和自饋線圈的能量減小， 使DC輸出電壓降低；反之亦然。穩(wěn)壓控制總的調(diào)節(jié)效果是令DC輸出 電壓^^恒定，不受電網(wǎng)電壓或負載變化的影響，實現(xiàn)了輸出端負反饋閉環(huán)穩(wěn)壓控制的目的。
這種模擬調(diào)節(jié)的缺點是控制回路中的元器件老化和溫度漂移會引 起環(huán)路不穩(wěn)定，特別是P冊比較器很容易產(chǎn)生溫漂，不僅工作可靠性差, 且穩(wěn)壓控制精度也難以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服已有技術中缺點，提供一種用于開關電源 穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié)方法，以提高工作可靠性和穩(wěn)壓控制精度。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下-
1、 設FB為開關電源輸出端電壓的采集值，F(xiàn)req為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖 PWM的頻率，Ratio為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的占空比，R為負載；
2、 以R為變量測量不同源電壓下的FB與R的關系曲線在源電壓 Ui UN范圍內(nèi)從小到大依次選擇多個不同的源電壓值Ul、 U2、……UN， 分別測量所選各源電壓值U1、 U2、 UN下FB與R關系曲線，所述某
源電壓下的FB與R關系曲線的測量采用分段法，即設R的值在0 Rx 之間內(nèi)變化，并將0 Rx范圍從小到大依次分成多個區(qū)間，實測每個區(qū) 間頭、尾兩個R值所對應的FB值，然后用直線連接各區(qū)間頭、尾兩個FB 實 點，即得出FB與R的關系曲線，在得出FB與R的關系曲線的同時, 也得到各區(qū)間內(nèi)的一條FB測量直線，根據(jù)各區(qū)間的FB測量直線，分別 求出某源電壓UN下各區(qū)間的FB直線方程/^^ =/: / +" ,式中Kn為第n 區(qū)樹FB測量直線的斜率，an為第n區(qū)間FB測量直線的常數(shù)；
3、 以負載R為變量測量所選各源電壓下的Freq與R的關系曲線 選擇與2相同的多個源電壓值U1、 U2、 UN,分別測量所選各源龜壓
下Freq與R的關系曲線，某源電壓下的Freq與R的關系曲線的獮量采 用與2步相同的分段法，即選擇同樣的R區(qū)間，采用相同的首、尾值測 量和直線連接方法，得出Freq與R的關系曲線，在得出FB與R關系曲 線的同時，也得到各區(qū)間內(nèi)的一條Freq測量直線，采用與2步相同的計 算，求出某源電壓UN下的各區(qū)間Freq測量直線的方程/^化w =M^+6a, 式中他第n區(qū)間Freq測量直線的斜率，bn為第n區(qū)間Freq熟量直線 的常數(shù)；4、 以負載R為變量測量所選各源電壓下的Ratio與R的關系曲線 采用與3步相同的方法分別測量所選各源電壓下的Ratio與R的關系曲 線，在得出某源電壓下Ratio與R的關系曲線的同時，采用與3步相同 的方法求出某源電壓UN下的各區(qū)間Ratio測量直線的方程 /fe"ora=W / + c ,式中Nn為第n區(qū)間Ratio測量直線的斜率，cn為第n 區(qū)簡Ratio測量直線的常數(shù)。
5、 求出所選各源電壓下以FB為變量的Freq與FB的關系曲線-
A、 將2步得到的在某源電壓下各區(qū)間FB獮量直線的方程
F5W - 、A + " 變換成= F，—a",再將該R式代入3步在對應源電壓下
《w
得到的各區(qū)間Freq獮量直線方程"巧^ = A/ / + 6 ，得出在該源電壓下以 FB為變量的各區(qū)間Freq測量直線的方程為=式中Hn 為第n區(qū)間Freq測量直線的斜率,sn為第n區(qū)間的Freq測量直線常數(shù)；
B、 將2步對應源電壓下測量得到的各區(qū)間頭、尾兩個FB值分別代 入方程/^^=仏仰+ ，求出各FB值所對應的Freq值，根據(jù)各FB值 和求出的與其對應的Freq值繪出該源電壓下的Freq與FB的關系曲線；
C、 重復上述A、 B兩步的操作，繪出各源電壓下所有的Freq與FB 的關系曲線；
6、 采用與5步相同的方法，根據(jù)2、 4步得出的所選某源電壓下各 區(qū)間FB測量直線的方程7^^=《,,+ 和各區(qū)間Ratio溯量直線方程
= W / +c ，變換成所選某源電壓下以FB為變量的Ratio測量直線 方程為=+ v ，將2步所選對應源電壓下測出的FB值分別代 入該方程Jto,v^ =z i^+v ,求出所選該源電壓下各FB值所對應的Ratio 值，再根據(jù)冊值和求出的與其對應的Ratio值，繪出所選該源電壓下的 Ratto與FB的關系曲線，如此操作，繪出各源電壓下所有的Freq與FB 的關系曲線；
7、 根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和輸出電壓采集值FBx,用査尋法 確定穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的Freq值根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux,在 5步所得的眾多Freq與FB的關系曲線中找到與源電壓值Ux相等的Freq 與FB的關系曲線，如果沒有，則需在2步所得到眾多曲線中找到與源電壓Ux近似相等的FB與R關系曲線，然后將該關系曲線平移至Ux值 的位置上，則該曲線即作為源電壓為Ux下的FB與R關系曲線，然后讀 出各區(qū)間頭、尾兩點的FB值，將該眾多FB值代入5步所得的與Ux近 似值下的各區(qū)間Freq湖量直線方程7^^ =仏/^+《 ，并計算出各FB值 對應的Freq值，即可繪出源電壓Ux下Freq與FB的關系曲線，然后再 根據(jù)實際偵測的FBx值，在直接找到的或重新繪出源電壓Ux下的Freq 與FB關系曲線中査出對應的Freq值；
8、 根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和FB值，用與7步相同旅，在6 步所得的眾多Ratio與FB的關系曲線中找到源電壓與Ux相等或與Ux 近似相等的Ratio與FB關系曲線，再根據(jù)實際偵瀕的FBx值，在所找 到枘曲線中査出對應的Ratio值；
9、 將7、 8兩步所得到的Freq和Ratio值送入PWM產(chǎn)生單元，則 PHI產(chǎn)生單元根據(jù)該Freq和Ratio值輸出相應的調(diào)節(jié)脈沖PIM。
本發(fā)明進一步改進的技術方案如下
在所述6、 7步驟之間增加一個粗調(diào)和細調(diào)的判斷步驟，即如果所偵 測的FBx值在前N次偵獮平均值的士59&范圍內(nèi)時，則進行粗調(diào)，即繼續(xù) 進行7、 8、 9步驟；如果所偵測的FBx值在前N次偵測平均值的士l免范 圍內(nèi)時，則進行細調(diào)，即保持前次調(diào)節(jié)確定的Freq值不變，而只對調(diào)節(jié) 脈沖PWM的寬度增加或減少一個時鐘脈沖的寬度，如此逐次微調(diào)，使 偵獮的FBx值逐漸趨于前N次偵測的平均值，其中所述的時鐘脈沖是穩(wěn) 壓調(diào)節(jié)脈沖的脈寬測量時鐘clk,所述的Ni 10。
所述脈寬淵量時鐘clk的頻率為25MHz。
通過上述技術方案可以看出，本發(fā)明用實測法和變量替換法繪出了 不詞源電壓下FB與Freq和FB與Ratio的關系曲線，因此，在實際穩(wěn)壓 控制中，根據(jù)實時偵涮的源電壓值Ux和FBx值，可在湖量好的關系幽線 中査出調(diào)節(jié)脈沖P鵬的頻率Freq和占空比Ratio,然后根據(jù)此參數(shù)實時 產(chǎn)生相應頻率和占空比的調(diào)節(jié)脈沖PWM，從而完成穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖的頻率和 占空比調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用全數(shù)字的參數(shù)賦值法來產(chǎn)生調(diào)節(jié)脈沖PWM，使控 制環(huán)路工作穩(wěn)定，消除了已有模擬調(diào)節(jié)中控制環(huán)路元件老化和溫度漂移等不穩(wěn)定的因素，不僅工作可靠，且控制精度高。


圖1、實現(xiàn)本發(fā)明調(diào)節(jié)方法的電路模型。
圖2、不同源電壓下的FB與R的關系曲線國。 圖3、不同源電壓下的Freq與R的關系曲線衝。 圖4、不同源電壓下的Ratio與R的關系曲線圖。 圖S、源電壓為120V的Freq與FB的關系曲線圖。 倒6、源電壓為120V的Ratio與FB的關系曲線菌。 圖7、已有模擬穩(wěn)壓調(diào)節(jié)的電路模型。
具體實施例方式
下面以圖1中的AC-DC開關電源的電路模型為例進行說明，本發(fā)明
的具體實施步驟如下
1、 參見圖1,設FB為開關電源DC輸出端電壓的采集值；穩(wěn)壓控 制器1還通過由電阻Rl、 R6構成的電阻分壓器對全橋整流器D1 D4 和電容Cl整流濾波后的電壓進行采集，設Vbiis為該采集點的電壓,Vbus 可以反映出AC輸入電壓(以下稱源電壓)的變化。另外，設穩(wěn)壓調(diào)節(jié) 脈沖PWM的頻率為Freq，其占空比為Ratio,負載為R。
2、 以R為變量測量不同源電壓下的FB與R的關系曲線在源龜壓 U1 UN范圍內(nèi)從小到大依次選擇多個不同的源電壓值U1、 U2、 UN,
其中U1 UN可以根據(jù)實際中AC輸入電壓的波動范圍來確定，本樹確定 為120 375V，然后分別測量所選源電壓U1、 U2、 UN下FB與議關
系曲線，如圖2所示，圖中示出所選源電壓在120V、 310V、 375V下的三 條FB與R的關系曲線，實際中，最好在120 375V范圍內(nèi)每隔10V選 擇一個源電壓測量值。所述某源電壓下的FB與R關系曲線的測量采用 分段法^根據(jù)實際電路中負載的變化范圍，設R的值在0 Rx之甸內(nèi)變 化，其中Rx大于負載變化的最高值，本例設R在0 250Q之內(nèi)變化， 然后將0 250Q從小到大依次分成多個區(qū)間0 5、 5 7.5、 7.5 10、 10^15、 15^20、 20 30、 30 40、 40 50、 50 70、 70 90、 90 110、 110 150、 150 190、 190 250。實測各區(qū)間頭、尾兩個R值所對應的ra值，然后用直線連接各區(qū)間兩個FB的實瀕點，即得出如圖2所示的 FB與R的關系曲線。在得出FB與R的關系曲線的同時，也得到各區(qū)何內(nèi) 一條FB測量直線，根據(jù)各區(qū)間FB測量直線上的兩個FB實測值，分別求 出所選某源電壓UN下各區(qū)間的FB測量直線方程^e^ =式中Kn 為第n區(qū)間FB測量直線的斜率，an為第n區(qū)間FB測量直線的常數(shù)，N=l 或2或3……，『l或2或3。以U2下第2區(qū)間為例，其FB測量直 線方程的具體計算過程是已知U2=310V， U2下第2區(qū)間頭、尾兩點的 R值為5 Q和7.5 SJ ，在圖7所示的電路模型中，將AC電壓設定為U2-310V, 將負載R分別設為5 Q和7. 5 Q ，然后分別測量R是5 Q和7. 5 Q時的FB 值，即分別得到FB值為3V和2.6V，然后將5Q、 3V及7.5Q、 2.柳分 別代入該區(qū)間的FB測量直線方程/^^ = &/ + "2,得到兩個以fc和&為 函數(shù)的兩元一次方程，解這個方程組，即可得出^和&的具體數(shù)值，最 后得到在源電壓為310V下的第2區(qū)間的FB籌量直線方程為 /^U2=《2/ + a2，如此計算，即可求出源電壓在310V下各區(qū)間FB測量直 線韻方程。如此進行，可分別求出源電壓在Ul、 U3……UN下的各區(qū)間 ra擁量直線方程。
3、以負載R為變量測量所選各源電壓下的Freq與R的關系曲線-選擇與2步相同的多個源電壓值U1、 U2、……UN，分別測量所選各源電 壓U1、 U2、……UN下的Freq與R的關系曲線，圖3示出在所選源電壓 在120V、 310V、 375V下實糖的Freq與R的關系曲線。所述某源電壓下 Freq與R關系曲線的測量采用與2步相同的分段法，即選擇同樣的R區(qū) 間，采用相同的首、尾值測量和直線連接方法，得出某源電壓下Freq與 R的關系曲線，測量時，可以采用圖7所示的電路模型進行測量，例如， 設源電壓為UN (N=l或2或3……)，將負載R分別設為各區(qū)間頭、尾的 兩個值,并分別湖出各R值對應的PWM信號的Freq值。在得出Freq與 R關系曲線的同時，也得到各區(qū)間內(nèi)的一條Frcq測量直線，采用與2步 相詞的計算，求出所選某源電壓UN下各區(qū)間Freq測量直線的方程 ^^諷=^ / + 6 ,式中Mn第n區(qū)間Freq測量直線的斜率，bn為第n區(qū) 間Freq獮量直線的常數(shù)。4、 以負載R為變量測量所選各源電壓下的Ratio與R的關系曲線: 采用與3步相同的方法分別測量所選各源電壓下的Ratio與負載R的關 系袖線，圖4示出在源電壓在120V、 310V、 375V下實測的Ratio與R的 關系曲線。在得出某源電壓下Ratio與R的關系曲線的同時，采用與3 歩相同的方法求出某源電壓UN下各區(qū)間的Ratio測量直線方程 ^"^=Ay + c ，式中Nn為第n區(qū)間Ratio測量直線的斜率，cn為第n 區(qū)間Ratio測量直線的常數(shù)。
5、 求出在所選各源電壓下以FB為變量的Freq與FB的關系曲線
A、 將2步得到的在源電壓Ul下各區(qū)間FB測量直線的方程
^^=^:^+^變換成/ =^%^，再將該R式代入3歩在源電壓m下
尺《
得到的各區(qū)間Freq測量直線方程i^^, =A/,,/ + 6 ,得出在源電壓Ul下 以FB為變量的各區(qū)間Freq測量直線的方程為= W,，F(xiàn)S + ,^,式中 Hn為第n區(qū)間Freq測量直線的斜率，sn為第n區(qū)間的Freq測量直線常 數(shù)；
B、 將2步在源電壓Ul下測量得到的各區(qū)間頭、尾兩個FB值分別代 入方程/^^,-i^FS + ^,求出各FB值所對應的Freq值，根據(jù)各FB值和 求出的與其對應的Freq值繪出Freq與FB的關系曲線。圖5示出源電壓 Ul (120V)下的Freq與FB的關系曲線。
C、 如上操作，再繪出源電壓為U2、……UN下所有的Freq與FR的 關系曲線。
6、 采用與5步相同的方法，根據(jù)2、 4步得出的所選某源電壓各區(qū) 間FB測量直線方程ra^^^^+"n和各區(qū)間Ratio測量直線方程 及oto^ =W / +c ,變換成所選某源電壓下以FB為變量的Ratio獮量直線 方程為勘"^ = Z /^ + v ，然后將2步所選某源電壓下測出的FB值分別 代入^^咖=2 /^+、，求出該源電壓下各FB值所對應的Ratio值，再根 據(jù)FB值和求出的與其對應的Ratio值，繪出該源電壓下的Ratio與FB 的關系曲線。圖6示出源電壓U1 (120V)下的Ratio與FB的關系曲線。 如此操作，繪出各源電壓下所有的Ratio與FB的關系曲線。
7、 根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和輸出電壓采集值FBx值，用査尋
ii法確定穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的Frcq值參見圖1,根據(jù)實際偵測的源電 壓值Ux (根據(jù)Vbus的實測值和Vbiis與AC的標定曲線可以求出)，在 5步所得的眾多Freq與FB關系曲線中找到與源電壓值Ux相等的Freq 與FB的關系曲線，如果沒有，則需在2步所得到的眾多曲線中找到與 源電壓Ux近似相等的FB與R關系曲線，例如Ux值為125V, Ul為 120V、 U2為130V，需在2步測量的眾多測量曲線中找到與125V相近 的120V或130V下瀕量的FB與R關系曲線,假定選定120V下FB與R 關系曲線為與125V相近的FB與R關系曲線，然后將該曲線平移至125V 的位置上，則該曲線即作為源電壓為125V下的FB與R的關系曲線，然 后在該曲線中讀出各區(qū)間頭、尾兩點的FB值，用5步所得的120V下各 區(qū)何的Freq擁量直線方程Fw^ =i/ /^+s ，計算出各FB ^dtM對應的 Frcq值，根據(jù)各FB值和求出的與其對應的Freq值，繪出125V下Freq 與TO的關系曲線。然后再根據(jù)實際偵瀕的FBx值，在125V下的Freq 與FB關系曲線中查出對應的Freq值。
8、 根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和FBx值，用與7步相同方法，在 6歩所得的眾多Ratio與FB的關系曲線中找到源電壓與UX相等或與Ux 近似相等Ratio與FB的關系曲線，再根據(jù)實際偵渕的FBx值，在該曲 線中査出對應的Ratio值。
9、 參見圖l，將7、 8兩步所得到的Freq值和Ratio值送入P鵬產(chǎn) 生單元，則該單元根據(jù)該Freq值和Ratio值輸出相應的調(diào)節(jié)脈沖P M， 經(jīng)過驅(qū)動后，送入開關管G的控制極，則開關管根據(jù)該調(diào)節(jié)脈沖控制開 關變壓器T原邊圈線中電流的大小，從而使輸入端電壓(即開關變壓器T 怖療邊電壓)根據(jù)源電壓和負載R的變化而調(diào)節(jié)，最終保證DC輸出端的 龜壓不受源電壓和負載變化的影響，而穩(wěn)定在設置值上。
為了減少運算時間，提高調(diào)節(jié)響應速度，可以在所述6、 7步驟之間 增加一個粗調(diào)和細調(diào)的判斷步驟。如果所偵測的FBx值在前N次偵測平 均值的±5%范圍內(nèi)時，則進行粗調(diào)，即繼續(xù)進行下面的7、 8、 9步驟； 如果所偵測的FBx值在前N次偵測平均值的± 1%范圍內(nèi)時,則進行細調(diào)， 即保持前次調(diào)節(jié)確定的Freq值不變，并只對調(diào)節(jié)脈沖PWM的寬度增加或減少一個時鐘脈沖的寬度，如此逐次微調(diào)，使偵測的FBx值逐漸趨于 前N次偵測的平均值，其中所述的時鐘脈沖是調(diào)節(jié)脈沖PWM的脈寬糖 量時鐘clk，由圖1中振蕩器OSC產(chǎn)生，所述的N-6 10。
為了達到PWM信號調(diào)節(jié)的較高精度，本發(fā)明調(diào)節(jié)脈沖PWM的脈 寬湄量時鐘clk的頻率為25MHz, clk的頻率越高，調(diào)節(jié)精度越高。
權利要求
1、一種用于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié)方法，其步驟如下(1)設FB為開關電源輸出端電壓的采集值，F(xiàn)req為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的頻率，Ratio為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的占空比，R為負載；(2)、以R為變量測量不同源電壓下的FB與R的關系曲線在源電壓U1～UN范圍內(nèi)從小到大依次選擇多個不同的源電壓值U1、U2、……UN，分別測量所選各源電壓值U1、U2、……UN下FB與R關系曲線，所述某源電壓下的FB與R關系曲線的測量采用分段法，即設R的值在0～Rx之間內(nèi)變化，并將0～Rx范圍從小到大依次分成多個區(qū)間，實測每個區(qū)間頭、尾兩個R值所對應的FB值，然后用直線連接各區(qū)間頭、尾兩個FB實測點，即得出FB與R的關系曲線，在得出FB與R的關系曲線的同時，也得到各區(qū)間內(nèi)的一條FB測量直線，根據(jù)各區(qū)間的FB測量直線，分別求出某源電壓UN下各區(qū)間的FB直線方程FBUN＝KnR+an，式中Kn為第n區(qū)間FB測量直線的斜率，an為第n區(qū)間FB測量直線的常數(shù)；(3)、以負載R為變量測量所選各源電壓下的Freq與R的關系曲線選擇與(2)相同的多個源電壓值U1、U2、……UN，分別測量所選各源電壓下Freq與R的關系曲線，某源電壓下的Freq與R的關系曲線的測量采用與(2)步相同的分段法，即選擇同樣的R區(qū)間，采用相同的首、尾值測量和直線連接方法，得出Freq與R的關系曲線，在得出FB與R關系曲線的同時，也得到各區(qū)間內(nèi)的一條Freq測量直線，采用與(2)步相同的計算，求出某源電壓UN下的各區(qū)間Freq測量直線的方程FreqUN＝MnR+bn，式中Mn第n區(qū)間Freq測量直線的斜率，bn為第n區(qū)間Freq測量直線的常數(shù)；(4)、以負載R為變量測量所選各源電壓下的Ratio與R的關系曲線采用與(3)步相同的方法分別測量所選各源電壓下的Ratio與R的關系曲線，在得出某源電壓下Ratio與R的關系曲線的同時，采用與3步相同的方法求出某源電壓UN下的各區(qū)間Ratio測量直線的方程RatioUN＝NnR+cn，式中Nn為第n區(qū)間Ratio測量直線的斜率，cn為第n區(qū)間Ratio測量直線的常數(shù)。(5)、求出所選各源電壓下以FB為變量的Freq與FB的關系曲線A、將(2)步得到的在某源電壓下各區(qū)間FB測量直線的方程FBUN＝KnR+an變換成<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>FB</mi> <mi>UN</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>a</mi> <mi>n</mi></msub> </mrow> <msub><mi>K</mi><mi>n</mi> </msub></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100236630003C1.tif" wi="27" he="10" top= "50" left = "72" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>再將該R式代入(3)步在對應源電壓下得到的各區(qū)間Freq測量直線方程FreqUN＝MnR+bn，得出在該源電壓下以FB為變量的各區(qū)間Freq測量直線的方程為FreqUN＝HnFB+sn，式中Hn為第n區(qū)間Freq測量直線的斜率，sn為第n區(qū)間的Freq測量直線常數(shù)；B、將(2)步對應源電壓下測量得到的各區(qū)間頭、尾兩個FB值分別代入方程FreqUN＝HnFB+sn，求出各FB值所對應的Freq值，根據(jù)各FB值和求出的與其對應的Freq值繪出該源電壓下的Freq與FB的關系曲線；C、重復上述A、B兩步的操作，繪出各源電壓下所有的Freq與FB的關系曲線；(6)、采用與(5)步相同的方法，根據(jù)(2)、(4)步得出的所選某源電壓下各區(qū)間FB測量直線的方程FBUN＝KnR+an和各區(qū)間Ratio測量直線方程RatioUn＝NnR+cn，變換成所選某源電壓下以FB為變量的Ratio測量直線方程為RatioUN＝ZnFB+vn，將2步所選對應源電壓下測出的FB值分別代入該方程RatioUN＝ZnFB+vn，求出所選該源電壓下各FB值所對應的Ratio值，再根據(jù)FB值和求出的與其對應的Ratio值，繪出所選該源電壓下的Ratio與FB的關系曲線，如此操作，繪出各源電壓下所有的Freq與FB的關系曲線；(7)、根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和輸出電壓采集值FBx，用查尋法確定穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的Freq值根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux，在(5)步所得的眾多Freq與FB的關系曲線中找到與源電壓值Ux相等的Freq與FB的關系曲線，如果沒有，則需在(2)步所得到眾多曲線中找到與源電壓Ux近似相等的FB與R關系曲線，然后將該關系曲線平移至Ux值的位置上，則該曲線即作為源電壓為Ux下的FB與R關系曲線，然后讀出各區(qū)間頭、尾兩點的FB值，將該眾多FB值代入(5)步所得的與Ux近似值下的各區(qū)間Freq測量直線方程FreqUn＝HnFB+sn，并計算出各FB值對應的Freq值，即可繪出源電壓Ux下Freq與FB的關系曲線，然后再根據(jù)實際偵測的FBx值，在直接找到的或重新繪出源電壓Ux下的Freq與FB關系曲線中查出對應的Freq值；(8)、根據(jù)實際偵測的源電壓值Ux和FB值，用與(7)步相同方法，在(6)步所得的眾多Ratio與FB的關系曲線中找到源電壓與Ux相等或與Ux近似相等的Ratio與FB關系曲線，再根據(jù)實際偵測的FBx值，在所找到的曲線中查出對應的Ratio值；(9)、將(7)、(8)兩步所得到的Freq和Ratio值送入PWM產(chǎn)生單元，則PWM產(chǎn)生單元根據(jù)該Freq和Ratio值輸出相應的調(diào)節(jié)脈沖PWM。
2、 根據(jù)權利要求1所述的用于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖W5f 方法，其特征是在所述(6)、 (7)步驟之間增加一個粗調(diào)和細調(diào)的判 斷步驟，即如果所偵測的FBx值在前N次偵測平均值的土5免范圍內(nèi)時， 則進行粗調(diào)，即繼續(xù)進行(7)、 (8)、 (9)步驟；如果所偵測的FBx值 在前N次偵測平均值的士19&范圍內(nèi)時，則進行細調(diào)，即保持前次調(diào)節(jié)確 定的Freq值不變，而只對調(diào)節(jié)脈沖PWM的寬度增加或減少一個財鐘脈 沖鈉寬度，如此逐次微調(diào)，使偵測的FBx值逐漸趨于前N次偵淵的平均 值，其中所述的時鐘脈沖是穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖的脈寬測量時鐘clk，所述的 N=6 10。
3、 根據(jù)權利要求2所述的用于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié) 方法，其特征是所述脈寬測量時鐘elk的頻率為25MHz。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于開關電源穩(wěn)壓控制的全數(shù)字脈沖調(diào)節(jié)方法。它用實測法和變量替換法得出了所選不同源電壓U1、U2、……UN下輸出電壓采集值FB與穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖頻率Freq的關系曲線和FB與穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖占空比Ratio的關系曲線。在穩(wěn)壓控制中，根據(jù)實時偵測的源電壓值Ux和輸出電壓采集值FBx，可在上述關系曲線中查出穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM的Freq值和Ratio值，再根據(jù)這兩個參數(shù)實時產(chǎn)生相應穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖PWM，從而完成穩(wěn)壓調(diào)節(jié)脈沖的頻率和占空比的調(diào)節(jié)。本發(fā)明可使穩(wěn)壓控制環(huán)路工作穩(wěn)定，消除因控制環(huán)路元件老化和溫度漂移產(chǎn)生的控制誤差，控制精度高。
文檔編號H02M3/335GK101645654SQ20091002366
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權日2009年8月21日
發(fā)明者宋利軍, 方建平, 陽 楊, 郭晉亮 申請人:西安英洛華微電子有限公司