[发明专利]反激式电源转换器及反激式电源转换器的环路控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路控制领域，特别是涉及一种反激式电源转换器、一种 反激式电源转换器的环路控制方法及一种交流-直流转换器。

背景技术

反激式电源转换器（Flyback Power Converter）多用于AC-DC、DC-DC 转换器中，以实现电压转换的功能，为满足安全标准，防止在异常情况 下在次级发生触电，反激式电源转换器通常采用隔离结构。为实现完全 隔离有两种方法：第一种是通过光耦把次级侧的电压信号反馈到主级侧， 然后在主级侧进行开关控制；第二种是通过辅助级来近似地采样次级侧 的电压；但由于光耦的成本较高，所以第一种方法逐渐被第二种方法所 替代。

由于采用辅助级反馈的反激式电源转换器的自身特性，只有当主级 侧开关关闭后，才能对反馈电压进行采样，即每次采样时刻必须在主级 侧开关关闭之后。现有技术中，每次在主级侧开关关闭之后进行电压采 样更新，然后通过调整下一次主级侧开关的关闭时间点而调整占空比， 即现有技术调整占空比所需的延迟时间大概为一个周期。上述现有的解 决方案固然可以完成环路瞬态响应过程，但是随着技术更新，其完成环 路瞬态响应过程所需的延时，越来越影响反激式电源转换器的性能。

环路瞬态响应是指由于输入电压变化或输出负载电流变化，而导致 环路必须重新调整到新的稳态的过程；新的稳态即对应于新的占空比。 由于现有技术多次周期积累的延时，会导致反激式电源转换器的环路瞬 态响应较慢，会产生较大的输出电压上冲（Overshoot）和下冲（Undershoot） 现象，即现有技术需要较多时间才能达到最终的稳态。

因而，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如 何创新地提出一种反激式电源转换器的环路控制机制，用以增加环路瞬 态响应的速度，使环路快速调整到最终的稳态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反激式电源转换器及一种反 激式电源转换器的环路控制方法，用以增加环路瞬态响应的速度，使环 路快速调整到最终的稳态。

本发明还提供了一种AC-DC转换器，用以保证本发明的反激式电源 转换器及其环路控制方法在实际中得以实现和应用。

为了解决上述问题，本发明公开了一种反激式电源转换器，包括：

主级侧电流采样单元，用于在预置的非对称锯齿波信号Ramp的快沿 采样主级侧开关电流信号，并叠加至辅助级的电压反馈节点FB；

脉宽控制单元，用于在所述非对称锯齿波信号Ramp的慢沿开始时， 关闭主级侧开关；以及，依据脉宽调制信号PWMO调整主级侧开关的导 通时间点；所述脉宽控制单元包括：

第一时钟信号产生子单元，用于产生所述波形信号Ramp的同步时钟 信号CLK；所述CLK的上升沿对应波形信号Ramp的快沿开始时，CLK 的下降沿对应波形信号Ramp的慢沿开始时；

第二时钟信号产生子单元，用于由所述时钟信号CLK经延时子单元 后形成时钟信号CLK2；

第一触发器，所述时钟信号CLK和CLK2分别接入该触发器的输入 端，该触发器的输出信号Q在所述时钟信号CLK的下降沿被置为高电平； 以及，在所述时钟信号CLK2为高时被复位为低电平；

第二触发器，该触发器的输入端分别接入所述脉宽调制信号PWMO 和第一触发器的输出信号Q，该触发器的输出信号Gate在所述第一触发 器的输出信号Q为高电平时被复位为低电平，使主级侧开关关闭；在所 述输出信号Q为低电平时，如果PWMO由低电平变为高电平时，则Gate 信号被置为高电平，使主级侧开关导通；

调制单元，工作在所述非对称锯齿波信号Ramp的慢沿，包括以下子 单元：

反馈电压采样子单元，用于从所述辅助级的电压反馈节点FB采样叠 加了主级侧开关电流信号的反馈电压Vfb；

电压对比子单元，用于将所述反馈电压Vfb与参考电压Vref之差进 行放大，获得误差电压EAO；

脉宽对比子单元，用于将所述误差电压EAO与波形信号Ramp的脉 宽进行比较，获得脉宽调制信号PWMO。

优选的，所述脉宽调制信号PWMO的上升沿时刻对应主级侧开关的 导通时间点。

优选的，所述调制单元还包括：

延时子单元，用于在所述主级侧开关关闭后延迟预置时间触发反馈 电压采样子单元。