[发明专利]一种AC-DC变换器输出电压的控制方法及其控制器

说明书

技术领域

本发明属于变换器控制技术领域，具体涉及一种AC-DC变换器输出电压的控制方法及其控制器。

背景技术

随着便携式电子设备的快速发展，交流-直流(AC-DC)变换器芯片也得到了飞速发展。对AC-DC变换器的模块化要求也在逐渐提高，这就迫使芯片设计者需要尽量少的去使用片外器件，以减小硬件开销和变换器的体积。

传统基于副边反馈的AC-DC变换器如图1所示，其采用光耦隔离反馈方式，变换器中负载电阻上的输出电压通过光耦传递到原边作为反馈电压供控制器去调节输出电压，这种反馈方式需要额外的一个光耦进行隔离，增大了硬件开销以及变换器的体积。

为了解决这个问题，如图2所示的基于原边反馈的AC-DC变换器被广泛采用，反馈电压不是直接从负载电阻上去采样，而是从变换器中变压器的辅助绕组上去采样，该方法在不用光耦的情况下也能实现原边和副边的隔离。由于辅助绕组电压V_sense非直流电压，其波形如图5所示，因此需要一个额外的采样保持电路，在一个固定的采样点去采样V_sense来得到反馈量VFB。

但在实际情况下，该采样保持电路并不精确可靠，其输出的反馈量对应的反馈电压与变换器输出电压之间是存在误差的，该误差随着系统的负载条件以及片外器件参数变化而变化，无法在片内对该误差进行补偿。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种AC-DC变换器输出电压的控制方法及其控制器，能够得到精确的反馈量来控制变换器的输出电压，减小变换器的成本和开销。

一种AC-DC变换器输出电压的控制方法，包括如下步骤：

(1)采集变换器的辅助绕组电压信号，并获取变换器上一周期的反馈量和反馈电压；

(2)将所述的辅助绕组电压信号分别与零电平和变换器上一周期的反馈电压进行比较，并分别得到零比较信号和反馈比较信号；

(3)根据所述的辅助绕组电压信号、零比较信号、反馈比较信号和变换器上一周期的反馈量，通过拐点跟踪补偿法求得变换器当前周期的反馈量；

所述的拐点跟踪补偿法的关系表达式如下：

当V_sense≥V_max时：VFB_[n]＝VFB_max

当V_sense≤V_min时：VFB_[n]＝VFB_min

当V_min＜V_sense＜V_max时：若t₀-t_f＝Tr/4，则VFB_[n]＝VFB_[n-1]；若t₀-t_f＞Tr/4，则VFB_[n]＝VFB_[n-1]-1；若t₀-t_f＜Tr/4，则VFB_[n]＝VFB_[n-1]+1；

其中：V_sense为变换器的辅助绕组电压；VFB_[n]为变换器当前周期的反馈量；V_max和V_min分别为第一基准电压和第二基准电压，VFB_max和VFB_min分别为反馈量的最大值和最小值，且均为实际经验值；t₀为零比较信号波形第一个下降沿所对应的时刻，t_f为反馈比较信号波形第一个下降沿所对应的时刻；Tr为辅助绕组电压信号的谐振周期，VFB_[n-1]为变换器上一周期的反馈量；

(4)根据变换器当前周期的反馈量，计算出变换器中开关管PWM(脉冲宽度调制)信号的占空比，进而根据占空比输出对应的PWM信号，以控制变换器中开关管的通断。

一种AC-DC变换器输出电压的控制器，包括：

电压采样单元，用于采集变换器的辅助绕组电压信号，并根据该信号输出变换器当前周期的反馈量；

数字补偿单元，用于根据变换器当前周期的反馈量，计算出变换器中开关管PWM信号的占空比；

数字脉冲调制单元，用于根据所述的占空比输出对应的PWM信号，以控制变换器中开关管的通断。