[发明专利]准谐振调光控制系统和方法

说明书

本申请涉及准谐振调光控制系统和方法。公开了一种准谐振调光控制系统，包括：准谐振开关变换单元，包括MOS管和电感，用于利用由MOS管的寄生电容和电感形成的LC谐振腔来进行准谐振调光控制；退磁反馈单元，用于提供表征MOS管的漏极电压的退磁反馈信号；开关控制单元，用于基于退磁反馈信号确定谷底检测信号的数量，并且当谷底检测信号的数量等于当前锁定的谷底数量时控制MOS管的导通。

技术领域

本申请涉及开关电源领域，更具体地涉及一种准谐振调光控制系统和方法。

背景技术

随着开关电源技术的发展，准谐振(QR)调光控制技术被广泛利用。准谐振控制利用了寄生器件，其核心就是一个由金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)寄生电容Cds和电感L1组成的LC谐振腔。每次 MOSFET关断后，控制芯片通过ZVS(零电压开关)引脚检测MOSFET 的漏极端的电压，当主电感L1消磁结束时，ZVS引脚下降到低电平。主电感L1消磁结束后和电容Cds进入自由谐振状态时，系统会在MOSFET 漏极谐振电压波形的谷底中打开新的开关周期，这样系统的开关损耗和 EMI可以大大降低。由主电感L1和寄生电容Cds构成的谐振周期相对于开关周期而言较小，所以系统近似于工作在临界导通模式，利用此可以简化很多计算。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种准谐振调光控制系统，包括：准谐振开关变换单元，包括MOS管和电感，用于利用由所述MOS管的寄生电容和所述电感形成的LC谐振腔来对负载进行准谐振调光控制；退磁反馈单元，用于提供表征所述MOS管的漏极电压的退磁反馈信号；开关控制单元，用于基于所述退磁反馈信号确定谷底检测信号的数量，并且当所述谷底检测信号的数量等于当前锁定的谷底数量时控制所述MOS管的导通。

在一个实施例中，开关控制单元包括：退磁感测模块，用于接收所述退磁反馈信号，并响应于所述退磁反馈信号降为零而生成所述谷底检测信号；谷底锁定控制模块，用于确定从退磁感测模块接收的所述谷底检测信号的数量和所述当前锁定的谷底数量，并且在所述谷底检测信号的数量等于所述当前锁定的谷底数量时生成用于控制所述MOS管的导通的退磁信号；峰值采样模块，用于对表征所述准谐振开关变换单元的负载电流的输出反馈信号进行采样以生成输出采样信号；模拟调光控制模块，用于输出用于模拟调光的模拟调光控制信号；误差放大器模块，用于通过将所述输出采样信号作为反相输入并将所述模拟调光控制信号作为正相输入，生成误差放大信号；输出反馈放大器模块，用于对所述输出反馈信号进行放大以生成经放大的输出反馈信号；PWM比较器模块，用于将所述经放大的输出反馈信号作为同相输入并将经补偿的误差放大信号作为反相输入，来生成用于控制所述MOS管的关断的输出信号；开关锁存器模块，用于基于所述PWM比较器模块的输出信号和所述谷底锁定控制模块生成的退磁信号生成驱动控制信号；驱动模块，用于基于所述驱动控制信号生成用于控制所述MOS管的导通与关断的Gate信号。

在一个实施例中，模拟调光包括高频PWM转模拟调光。

在一个实施例中，模拟调光包括直流DC模拟调光。

在一个实施例中，谷底锁定控制模块还用于：根据所述经补偿的误差放大信号确定上钳频和下钳频；基于系统的工作频率和所述上钳频和所述下钳频来确定所述当前锁定的谷底数量。

在一个实施例中，谷底锁定控制模块还用于：通过当所述检测到的工作频率高于所述上钳频时将所需谷底数量加1并且当将检测到的工作频率低于所述下钳频时将所需谷底数量减1，来确定所述当前锁定的谷底数量。

在一个实施例中，开关控制单元还包括：PWM调光控制模块，被配置为基于低频PWM调光控制信号控制对所述误差放大器模块输出的所述误差放大信号的补偿。

在一个实施例中，当所述低频PWM调光控制信号为占空比信号时，所述谷底锁定控制模块还用于：基于所述模拟调光控制信号确定所述当前锁定的谷底数量。

在一个实施例中，当低频PWM调光控制信号为低电平时，所述开关控制单元被配置为强制关断所述MOS管。