Pwm控制電路、逆向變換器、及psm的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于DC-DC變換器的PWM控制電路、逆向變換器和DC-DC變換器的PWM的控制方法中。用于DC-DC變換器的PWM控制電路包括：電流感應(yīng)單元，被配置為感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流；零電流檢測單元，被配置為檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流；時(shí)間計(jì)算單元，被配置為接收主開關(guān)控制信號(hào)和零電流檢測單元的輸出信號(hào)以計(jì)算從主開關(guān)的斷開點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及控制單元，被配置為接收電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)所計(jì)算的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
【專利說明】PWM控制電路、逆向變換器、及PSM的控制方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年6月28日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2012-0070052號(hào)的權(quán)益，其公開內(nèi)容結(jié)合于此以供參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于DC-DC變換器的PWM (脈寬調(diào)制)控制電路、逆向變換器以及DC-DC變換器的PWM的控制方法，特別是涉及一種用于DC-DC變換器的PSR (初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié))型P麗控制電路，逆向變換器和DC-DC變換器的PWM的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如適配器這樣的應(yīng)用一般是恒流/恒壓(CC/CV)控制的。為了對DC-DC變換器進(jìn)行CC/CV控制，一般從次級(jí)側(cè)接收反饋信號(hào)來進(jìn)行控制。
[0005]使用一般的逆向(flyback)變換器時(shí)，盡管從次級(jí)側(cè)接收反饋來進(jìn)行CC/CV控制，但這樣的結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是次級(jí)側(cè)電路復(fù)雜。因?yàn)槔缒嫦蜃儞Q器這樣的絕緣型DC-DC變換器是與變壓器絕緣的，用于CC/CV控制的反饋需要諸如次級(jí)側(cè)電路及光電耦合器等這樣的電路，這使得反饋復(fù)雜，且增加了材料成本。
[0006]為了改進(jìn)這 種情況，需要一種PSR類型的CC/CV控制。
[0007][相關(guān)技術(shù)文件] [0008]【專利文獻(xiàn)】
[0009](專利文獻(xiàn)I)美國專利第6853563號(hào)(公開于2005年2月8日)。
[0010](專利文獻(xiàn)2)美國專利特開公開第20100128501號(hào)(公開于2010年5月27日)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明本發(fā)明以克服上述問題，因此本發(fā)明旨在提供一種通過在臨界導(dǎo)電模式(CRM)與不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)之間操作的DC-DC變換器中的PSR (初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié))方法來感應(yīng)次級(jí)側(cè)電壓的技術(shù)，例如，逆向變換器電路。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的一個(gè)方面，提供了一種用于DC-DC變換器的PMW控制電路，該電路包括:電流感應(yīng)單元，被配置為感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流；零電流檢測單元，被配置為檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流；時(shí)間計(jì)算單元，被配置為接收主開關(guān)控制信號(hào)和零電流檢測單元的輸出信號(hào)以計(jì)算從主開關(guān)的斷開(OFF)點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及控制單元，被配置為接收電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0013]此外，在一個(gè)示例中，控制單元可包括:計(jì)算單元，被配置為接收電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓；以及PWM控制單元，被配置為根據(jù)計(jì)算單元計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0014]這里，在一個(gè)示例中，計(jì)算單元可包括:除法器，被配置為將從電流感應(yīng)單元的輸出中所獲得的信號(hào)信息除以時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息。
[0015]此外，在一個(gè)示例中，次級(jí)側(cè)輸出電壓Vwt可根據(jù)以下等式算出:
[0016]Vout = η X ((Icspeak-1csmin) X Lm) /Tdmg
[0017]其中，η是初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的繞線比例，Icspeak是初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的峰值，Icsmin是在主開關(guān)閉合(ON)期間初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值，Tdfflg是從時(shí)間計(jì)算單元計(jì)算出的主開關(guān)斷開的點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間，而L111是初級(jí)側(cè)磁化電感的值。
[0018]這里，在一個(gè)示例中，初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流最小值可為O。
[0019]在另一示例，PWM控制單元可包括:誤差放大單元，被配置為放大計(jì)算單元計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓與參考電壓之間的誤差；占空確定單元，被配置為比較誤差放大單元的輸出信號(hào)與參考波類型的信號(hào)以確定占空；以及開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為接收占空確定單元的輸出以將PWM控制信號(hào)施加到主開關(guān)。
[0020]此外，在一個(gè)示例中，DC-DC變換器的PWM控制電路還可包括根據(jù)控制單元的PWM控制來進(jìn)行閉合斷開操作的主開關(guān)。
[0021]根據(jù)又一個(gè)示例，DC-DC變換器的PWM控制電路可為逆向變換器控制電路。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所要達(dá)到的目標(biāo)的另一個(gè)方面，提出一種逆向變換器包括:變壓器單元，配有初級(jí)側(cè)繞組、次級(jí)側(cè)主繞組和次級(jí)側(cè)輔助繞組；主開關(guān)，連接至初級(jí)側(cè)繞組，以進(jìn)行閉合斷開操作并將初級(jí)側(cè)輸入電壓傳輸?shù)阶儔浩鲉卧?；次?jí)輸出單元，連接至變壓器單元的次級(jí)側(cè)主繞組，以提供次級(jí)側(cè)輸出；電流感應(yīng)單元，被配置為感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流；零電流檢測單元，被配置為檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流；時(shí)間計(jì)算單元，被配置為接收主開關(guān)的控制信號(hào)和零電流檢測單元的輸出信號(hào)以計(jì)算從主開關(guān)斷開點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及控制單元，被配置為接收電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0023]此外，控制單元可包括:計(jì)算單元，被配置為接收電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓；以及PWM控制單元，被配置為根據(jù)計(jì)算單元計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0024]這里，在一個(gè)示例中，計(jì)算單元可包括:除法器，被配置為將從電流感應(yīng)單元的輸出中所獲得的信號(hào)信息除以時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息。
[0025]此外，在一個(gè)示例中，次級(jí)側(cè)輸出電壓Vwt可根據(jù)以下等式算出:
[0026]Vout = ηΧ ((I

cspeak Icsmin)父 Lm) /TtJmg
[0027]其中，η是初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)主繞組之間的繞線比例，Ic^ak是初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的峰值，Iesmin是主開關(guān)閉合期間初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值，Tdmg是從時(shí)間計(jì)算單元計(jì)算出的主開關(guān)斷開點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間，而Lm是初級(jí)側(cè)磁化電感的值。
[0028]此外，在一個(gè)示例中，PWM控制單元可包括:誤差放大單元，被配置為放大計(jì)算單元計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓與參考電壓之間的誤差；占空確定單元，被配置為比較誤差放大單元的輸出信號(hào)與參考波類型信號(hào)以確定占空；以及開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為接收占空確定單元的輸出以將PWM控制信號(hào)施加到主開關(guān)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明所要達(dá)到的目標(biāo)的又一個(gè)方面，提出DC-DC變換器的PWM的控制方法包括:電流感應(yīng)步驟，感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流；零電流檢測步驟，檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流；時(shí)間計(jì)算步驟，接收主開關(guān)控制信號(hào)和零電流檢測步驟檢測到的信號(hào)并計(jì)算從主開關(guān)斷開點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及控制步驟，接收在電流傳感步驟中的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算步驟提出的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓相對主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0030]此外，在一個(gè)示例中，控制步驟可包括:計(jì)算步驟，接收電流感應(yīng)步驟中感應(yīng)和輸出的輸出信號(hào)和時(shí)間計(jì)算步驟中生成的時(shí)間信息以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓，以及PWM控制步驟，根據(jù)計(jì)算步驟計(jì)算出的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
[0031]這里，在一個(gè)示例中，在計(jì)算步驟中，次級(jí)側(cè)輸出電壓Vwt可根據(jù)以下等式算出:
【權(quán)利要求】
1.一種用于DC-DC變換器的PWM控制電路，包括: 電流感應(yīng)單元，被配置為感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流； 零電流檢測單元，被配置為檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流； 時(shí)間計(jì)算單元，被配置為接收主開關(guān)控制信號(hào)和所述零電流檢測單元的輸出信號(hào)以計(jì)算從主開關(guān)的斷開點(diǎn)到所述次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及 控制單元，被配置為接收所述電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)所計(jì)算的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述控制單元包括: 計(jì)算單元，被配置為接收所述電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算所述次級(jí)側(cè)輸出電壓；以及 PWM控制單元，被配置為根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述計(jì)算單元包括:除法器，被配置為將從所述電流感應(yīng)單元的輸出中所獲得的信號(hào)信息除以所述時(shí)間計(jì)算單元生成的所述時(shí)間信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述次級(jí)側(cè)輸出電壓Vrat可根據(jù)以下等式算出:
Vout — η X ( (Icspeak Icsmin) ^ ^m) /TtJmg 其中，η是初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的繞線比例，Ic^ak是初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的峰值，1。_是所述主開關(guān)閉合期間所述初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值，Tdfflg是從所述時(shí)間計(jì)算單元計(jì)算的所述主開關(guān)的斷開點(diǎn)到所述次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間，而Lm是初級(jí)側(cè)磁化電感的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值是O。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述PWM控制單元包括: 誤差放大單元，被配置為放大所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述次級(jí)側(cè)輸出電壓與參考電壓之間的誤差； 占空確定單元，被配置為比較所述誤差放大單元的輸出信號(hào)與參考波類型的信號(hào)以確定占空；以及 開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為接收所述占空確定單元的輸出以向所述主開關(guān)施加PWM控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，還包括:主開關(guān)，被配置為根據(jù)所述控制單元的PWM控制來進(jìn)行閉合斷開操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述用于DC-DC變換器的PWM控制電路是逆向變換器控制電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于DC-DC變換器的PWM控制電路，其中，所述用于DC-DC變換器的PWM控制電路是逆向變換器控制電路。
10.一種逆向變換器，包括: 變壓器單元，配有初級(jí)側(cè)繞組、次級(jí)側(cè)主繞組和次級(jí)側(cè)輔助繞組； 主開關(guān)，連接至所述初級(jí)側(cè)繞組，以進(jìn)行閉合斷開操作并將初級(jí)側(cè)輸入電壓傳輸?shù)剿鲎儔浩鲉卧? 次級(jí)輸出單元，連接至所述變壓器單元的次級(jí)側(cè)主繞組以提供次級(jí)側(cè)輸出； 電流感應(yīng)單元，被配置為感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流； 零電流檢測單元，被配置為檢測來自所述次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流； 時(shí)間計(jì)算單元，被配置為接收所述主開關(guān)的控制信號(hào)和所述零電流檢測單元的輸出信號(hào)以計(jì)算從所述主開關(guān)的斷開點(diǎn)到所述次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及 控制單元，被配置為接收所述電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并根據(jù)所計(jì)算的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的逆向變換器，其中，所述控制單元包括: 計(jì)算單元，被配置為接收所述電流感應(yīng)單元的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓；以及 PWM控制單元，被配置為根據(jù)所述計(jì)算單元計(jì)算的次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的逆 向變換器，其中，所述計(jì)算單元包含:除法器，將從所述電流感應(yīng)單元的輸出中所獲得的信號(hào)信息除以所述時(shí)間計(jì)算單元生成的時(shí)間信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的逆向變換器，其中，所述次級(jí)側(cè)輸出電壓Vwt可根據(jù)以下等式算出:
Vout — η X ( (Icspeak Icsmin) X Lm)/T—g 其中，η是初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)主繞組之間的繞線比例，Ic^ak是初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的峰值，1。_是所述主開關(guān)閉合期間所述初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值，Tdmg是從所述時(shí)間計(jì)算單元計(jì)算出的所述主開關(guān)的斷開的點(diǎn)到所述次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間，而Lm是初級(jí)側(cè)磁化電感的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的逆向變換器，其中，所述PWM控制單元包括: 誤差放大單元，被配置為放大所述計(jì)算單元計(jì)算出的所述次級(jí)側(cè)輸出電壓與參考電壓之間的誤差； 占空確定單元，被配置為比較所述誤差放大單元的輸出信號(hào)與參考波類型的信號(hào)以判定占空；以及 開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元，被配置為接收所述占空確定單元的輸出以將PWM控制信號(hào)施加至所述主開關(guān)。
15.一種控制DC-DC變換器的PWM的方法，包括: 電流傳感步驟，感應(yīng)初級(jí)側(cè)電流； 零電流檢測步驟，檢測來自次級(jí)側(cè)輔助繞組的零電流； 時(shí)間計(jì)算步驟，接收主開關(guān)控制信號(hào)和所述零電流檢測步驟檢測到的信號(hào)并計(jì)算從主開關(guān)的斷開點(diǎn)到次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間；以及 控制步驟，接收所述電流感應(yīng)步驟中感應(yīng)并輸出的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算步驟中生成的時(shí)間信息，以計(jì)算次級(jí)側(cè)輸出電壓并且根據(jù)所述次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述控制步驟包括: 計(jì)算步驟，接收所述電流感應(yīng)步驟感應(yīng)并輸出的輸出信號(hào)和所述時(shí)間計(jì)算步驟生成的時(shí)間信息，以計(jì)算所述次級(jí)側(cè)輸出電壓；以及 PWM控制步驟，根據(jù)所述計(jì)算步驟中計(jì)算的所述次級(jí)側(cè)輸出電壓關(guān)于所述主開關(guān)進(jìn)行PWM控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述計(jì)算步驟中，所述次級(jí)側(cè)輸出電壓Vwt可根據(jù)以下等式算出:
Vout η X ((Icapeak Icsnib) X Lm)/T—g 其中，η是初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的繞線比例，Ic^ak是初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的峰值，Iesniin是在所述主開關(guān)閉合期間所述初級(jí)側(cè)感應(yīng)電流的最小值，Tdfflg是從所述時(shí)間計(jì)算單元計(jì)算出的所述主開關(guān)的斷開點(diǎn)到所述次級(jí)側(cè)電流變?yōu)榱愕狞c(diǎn)的時(shí)間，而Lm是初級(jí)側(cè)磁化電感的值。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述控制DC-DC變換器的PWM的方法是一種逆向變換器控制方法。
19.根據(jù)權(quán)利要求1 6所述的方法，其中，所述控制DC-DC變換器的PWM的方法是一種逆向變換器控制方法。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103516223SQ201310256785
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】樸得熙, 車霜賢, 李演重, 李昌錫 申請人:三星電機(jī)株式會(huì)社