CN114696626A - 一种反激式变换器的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反激式变换器的控制电路，属于开关电源技术领域。所述控制电路包括：第三采样保持模块、续流检测模块、过零检测模块、输出电流或输出功率信息计算模块、谷底数量控制与谷底切换控制模块。所述谷底数量控制与谷底切换控制模块采用基于能量反馈的谷底数量控制模式，根据所述输出电流或输出功率信息计算模块产生的输出电流信息或输出功率信息来实时调整变换器每个周期的谷底数量，因此不存在谷底的频繁切换，从而避免了谷底的频繁切换导致的纹波增大、音频噪声明显、EMI更恶劣等问题；同时由于不存在多谷底的状态，因此减小了初级电流有效值，提高了反激式变换器的工作效率。

Description

一种反激式变换器的控制电路
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种反激式变换器的控制电路。
背景技术
反激式(Flyback)变换器又称单端反激式或"Buck-Boost"变换器，因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。反激式变换器以其电路结构简单、成本低廉的优点，在小功率电源以及各种电源适配器中得到广泛应用。
峰值电流模式控制的反激式变换器在DCM模式(Discontinuous ConductionMode，断续模式)下的第一个谐振谷底开通，称为准谐振(Quasi-Resonant，QR)反激，在此工作状态下，开关器件的开通电压相比连续模式更低，有利于降低开关损耗，峰值电流相比断续模式更小，有利于降低变压器铜损，效率可以达到最佳；当反激式变换器工作于轻载时，由于峰值电流较小，准谐振模式下频率很高，反而增大了开关损耗，从而大大降低系统转换效率，因此通常会在轻载时通过频率限制，使变换器工作于第2个、第3个甚至更多个谷底时开通。
轻载时变换器降频到多个谷底开通，有效提高了轻载转换效率，但带来了新的问题。例如，其中一个问题是，由于谷底的频繁切换导致的纹波增大、音频噪声明显、电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)更恶劣等问题。另外一个问题是，对于宽输入范围(90Vrms～264Vrms)的反激式变换器，在90Vac低压输入时，整流后的母线电压通常有较大波动，尤其是当高压Bulk电容容量较小时，母线电压波动的峰峰值会达到50V甚至更高，由于降频策略的引入，在如此大范围的母线电压波动下，变换器满载工作时也会存在多谷底的状态，从而增大了初级电流有效值，降低工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种反激式变换器的控制电路，通过监测输出电流/功率信息来实时调整谷底数量，以避免谷底的频繁切换，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种反激式变换器的控制电路，所述反激式变换器包括原边绕组单元、次级绕组单元和辅助绕组单元；所述原边绕组单元包括原边绕组、开关管和原边电流检测电阻；所述原边绕组的一端连接供电电压，所述原边绕组的另一端连接所述开关管的漏极；所述开关管的源极通过所述原边电流检测电阻后接地；所述辅助绕组单元包括辅助绕组、第一电阻和第二电阻；所述辅助绕组的一端接地，所述辅助绕组的另一端通过所述第一电阻和所述第二电阻的串联结构后接地；
所述控制电路包括：第三采样保持模块、续流检测模块、过零检测模块、输出电流或输出功率信息计算模块、谷底数量控制与谷底切换控制模块；
所述第三采样保持模块的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第三采样保持模块的采样端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述第三采样保持模块的输出端产生次级电压的反馈信号；
所述续流检测模块的输入端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述续流检测模块的输出端产生续流时间信号；
所述过零检测模块的输入端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述过零检测模块的输出端产生工作周期的谷底信号；
所述输出电流或输出功率信息计算模块的第一输入端与所述第三采样保持模块的输出端连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第二输入端与所述续流检测模块的输出端连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第三输入端与所述开关管的栅极驱动信号连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第四输入端与所述原边电流检测电阻上的电压信号连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的输出端产生输出电流信息或输出功率信息；
所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第一输入端与所述输出电流或输出功率信息计算模块的输出端连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第二输入端与所述过零检测模块的输出端连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第三输入端与驱动复位信号连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的输出端产生驱动置位信号；通过所述驱动置位信号将所述开关管的栅极驱动信号置为高电平。
可选地，所述输出电流或输出功率信息计算模块包括输出电流信息计算子模块；所述输出电流信息计算子模块包括第一采样保持单元、第二采样保持单元、加法器、乘法器、第一开关、第二开关、电阻和电容；
所述第一采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号，所述第一采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第一采样保持单元的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述第二采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第二采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第二采样保持单元的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述乘法器的第一输入端连接所述加法器的输出端，所述乘法器的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器的输出端连接所述第一开关的一端；所述第一开关的另一端连接所述电阻的一端和所述第二开关的一端；所述第一开关的控制端连接所述续流时间信号；
所述第二开关的另一端接地，所述第二开关的控制端连接所述续流时间信号的反相信号；所述电阻的另一端产生与所述反激式变换器次级电流信息成正比的输出电流信息并通过所述电容后接地。
可选地，所述输出电流或输出功率信息计算模块包括输出功率信息计算子模块；所述输出功率信息计算子模块包括第一采样保持单元、第二采样保持单元、加法器、乘法器、第一开关、第二开关、电阻和电容；
所述第一采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号，所述第一采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第一采样保持单元的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述第二采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第二采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第二采样保持单元的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述乘法器的第一输入端连接所述加法器的输出端，所述乘法器的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器的第三输入端连接所述次级电压的反馈信号；所述乘法器的输出端连接所述第一开关的一端；所述第一开关的另一端连接所述电阻的一端和所述第二开关的一端；所述第一开关的控制端连接所述续流时间信号；
所述第二开关的另一端接地，所述第二开关的控制端连接所述续流时间信号的反相信号；所述电阻的另一端产生与所述反激式变换器次级功率信息成正比的输出功率信息并通过所述电容后接地。
可选地，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块包括多个滞环比较器、数字逻辑门电路、译码器、下降沿计数器、加法器、数字比较器、D触发器和单脉冲触发器；
所述滞环比较器的正输入端连接所述输出电流信息或输出功率信息；所述滞环比较器的负输入端连接预设的功率参考信号；所述滞环比较器的输出端连接所述数字逻辑门电路的输入端；所述数字逻辑门电路的输出端连接所述译码器的输入端；所述译码器的输出端连接所述数字比较器的第一输入端；
所述下降沿计数器的第一输入端连接所述工作周期的谷底信号；所述下降沿计数器的第二输入端连接所述驱动复位信号；所述下降沿计数器的输出端连接所述加法器的第一输入端；所述加法器的第二输入端连接加法系数1；所述加法器的输出端连接所述数字比较器的第二输入端；
所述数字比较器的输出端连接所述D触发器的第一输入端；所述D触发器的第二输入端连接所述工作周期的谷底信号；所述D触发器的第三输入端连接所述驱动复位信号；所述D触发器的正向输出端连接所述单脉冲触发器的输入端；所述单脉冲触发器的输出端产生所述驱动置位信号。
可选地，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块包括n个滞环比较器；所述数字逻辑门电路包括n-1个与门；其中第i个与门的第一输入端连接第i个滞环比较器的输出端；所述第i个与门的第二输入端连接第i+1个滞环比较器的输出端的反相信号；所述第i个与门的输出端连接所述译码器的第i个输入端；其中n为大于或等于2的正整数；1≦i≦n-1。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种反激式变换器的控制电路，所述控制电路包括：第三采样保持模块、续流检测模块、过零检测模块、输出电流或输出功率信息计算模块、谷底数量控制与谷底切换控制模块。所述谷底数量控制与谷底切换控制模块采用基于能量反馈的谷底数量控制模式，根据所述输出电流或输出功率信息计算模块产生的输出电流信息或输出功率信息来实时调整变换器每个周期的谷底数量，因此不存在谷底的频繁切换，从而避免了谷底的频繁切换导致的纹波增大、音频噪声明显、EMI更恶劣等问题；同时由于不存在多谷底的状态，因此减小了初级电流有效值，提高了反激式变换器的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中反激式变换器的电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的反激式变换器的控制电路的整体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第三采样保持模块和续流检测模块的电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的输出电流信息计算子模块的电路结构示意图；
图5为本发明实施例提供的输出功率信息计算子模块的电路结构示意图；
图6为本发明实施例提供的谷底数量控制与谷底切换控制模块的电路结构示意图；
图7为本发明实施例提供的谷底数量控制与谷底切换时序图；
图8为本发明实施例提供的谷底数量控制与谷底切换仿真图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种反激式变换器的控制电路，通过监测输出电流/功率信息来实时调整谷底数量，以避免谷底的频繁切换，提高工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为现有技术中反激式变换器的电路结构示意图。参见图1，所述反激式变换器包括原边绕组单元、次级绕组单元和辅助绕组单元。其中所述原边绕组单元包括原边绕组Kp、开关管Q1和原边电流检测电阻R17。所述原边绕组Kp一端连接供电电压VBUS，所述原边绕组Kp另一端连接所述开关管Q1的漏极。所述开关管Q1的源极通过所述原边电流检测电阻R17后接地。所述原边电流检测电阻R17上的电压信号为CS，所述开关管Q1的栅极驱动信号为DRVi。所述辅助绕组单元包括辅助绕组Ka、第一电阻R9和第二电阻R11。所述辅助绕组Ka一端接地，所述辅助绕组Ka另一端通过所述第一电阻R9和第二电阻R11的串联结构后接地。所述第一电阻R9和第二电阻R11的串联点处的信号为ZCD。
图2为本发明实施例提供的反激式变换器的控制电路的整体结构示意图。参见图2，所述控制电路包括：第三采样保持模块201、续流检测模块202、过零检测模块203、输出电流或输出功率(输出电流/输出功率)信息计算模块204、谷底数量控制与谷底切换控制(谷底数量控制&谷底切换控制)模块205。
图3为本发明实施例提供的第三采样保持模块和续流检测模块的电路结构示意图。参见图3，所述第三采样保持模块201的控制端连接所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi的反相信号DRVo；所述第三采样保持模块201的采样端连接所述第一电阻R9和第二电阻R11的串联点，即连接信号ZCD；所述第三采样保持模块201的输出端产生次级电压的反馈信号Vosg。图3中DRVo是DRVi取非后的信号，DRVi取非后对ZCD进行采样保持的值Vosg＝Na/Ns*Vout，其中Na为反激式变换器辅组绕组Ka的匝数，Ns为反激式变换器输出次级绕组Ks的匝数，Vout是反激式变换器的输出电压。
参见图3，所述续流检测模块202的输入端连接所述R9和第二电阻R11的串联点，即连接信号ZCD；所述续流检测模块202的输出端产生续流时间信号Tfwt。所述续流检测模块202对辅助绕组单元中第一电阻R9和第二电阻R11的串联点处信号ZCD进行续流检测获得续流时间，这个续流时间即为次级续流阶段的续流时间。如图3所示，利用续流检测模块202对信号ZCD进行续流检测即可获得表示次级续流时间信息的续流时间信号Tfwt。
参见图2，所述过零检测模块203的输入端也连接所述R9和第二电阻R11的串联点，即连接信号ZCD；所述过零检测模块203的输出端产生工作周期的谷底信号ZCD_CLK。
参见图2，所述输出电流或输出功率信息计算模块204的第一输入端与所述第三采样保持模块201的输出端连接，即连接次级电压的反馈信号Vosg；所述输出电流或输出功率信息计算模块204的第二输入端与所述续流检测模块202的输出端连接，即连接续流时间信号Tfwt；所述输出电流或输出功率信息计算模块204的第三输入端与所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块204的第四输入端与所述原边电流检测电阻R17上的电压信号CS连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块204的输出端产生输出电流信息或输出功率信息CCsg。
参见图2，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块205的第一输入端与所述输出电流或输出功率信息计算模块204的输出端连接，即连接输出电流/输出功率信息CCsg；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块205的第二输入端与所述过零检测模块203的输出端连接，即连接工作周期的谷底信号ZCD_CLK；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块205的第三输入端与驱动复位信号DRV_Rst连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块205的输出端产生驱动置位信号DRV_Set。通过所述驱动置位信号DRV_Set可以将所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi置为高电平。
图2中Vin为输入交流电压；Vrec为交流电压经过整流滤波后的直流电压；驱动的置位信号DRV_Set用于将驱动输出DRVi置高；驱动的复位信号DRV_Rst用于将驱动输出DRVi置低。
现有的谷底数量控制方法往往基于反激式变换器输出电压的反馈信号FB的电压，FB和能量的传递有直接的关系，具有单调性；但由于线电压补偿、斜波补偿、抖频控制策略等因素，使得FB和负载大小非线性关系，用FB作为谷底数量控制的条件存在局限性。本发明提出了一种基于能量反馈的谷底数量控制模式，通过监测输出电流/功率信息，实时的调整谷底数量。
当通过监测输出电流信息来实时调整谷底数量时，所述输出电流或输出功率信息计算模块205包括输出电流信息计算子模块。图4为本发明实施例提供的输出电流信息计算子模块的电路结构示意图。参见图4，所述输出电流信息计算子模块包括第一反相器401、第一采样保持单元402、第二采样保持单元403、加法器404、乘法器405、第一开关406、第二开关407、第二反相器408、电阻409和电容410。
其中，所述第一采样保持单元402的控制端连接所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi，所述第一采样保持单元402的采样端连接所述原边电流检测电阻R17上的电压信号CS，所述第一采样保持单元402的输出端(产生原边电流检测电阻R17上的电压信号CS的谷值电压信号CSvl)连接所述加法器404的第一输入端。
所述第二采样保持单元403的控制端连接所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi的反相信号DRVo，所述第二采样保持单元403的采样端连接所述原边电流检测电阻R17上的电压信号CS，所述第二采样保持单元403的输出端(产生原边电流检测电阻R17上的电压信号CS的峰值电压信号CSpk)连接所述加法器404的第二输入端。
所述乘法器405的第一输入端连接所述加法器404的输出端，所述乘法器405的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器405的输出端连接所述第一开关406的一端；所述第一开关406的另一端连接所述电阻409的一端和所述第二开关407的一端；所述第一开关406的控制端连接所述续流时间信号Tfwt。续流时间信号Tfwt通过第二反相器408后产生反相信号Tfwto。
所述第二开关407的另一端接地，所述第二开关407的控制端连接所述续流时间信号的反相信号Tfwto；所述电阻409的另一端产生与所述反激式变换器次级电流信息成正比的输出电流信息CCsg并通过所述电容410后接地。
在根据输出电流信息调整谷底数量的实施例中，通过所述第二采样保持单元403对CS信号的峰值采样保持(也就是开关管Q1的DRVi关闭时刻)，获得CS的峰值电压信号CSpk。通过所述第一采样保持单元402对CS信号的谷值采样保持(也就是Q1的DRVi开启后)，获得CS的谷值电压信号CSvl。对CSpk和CSvl求和后，乘以系数K(根据需要选择0.1～10)，得到第一中间信号＝(CSpk+CSvl)×K。续流期间第一开关206打开，第二开关207关闭，其他时间段则刚好相反，相当于第一中间信号通过RC滤波，得到CCsg，CCsg即为后续谷底数量调整所需的输出电流信息。
当通过监测输出功率信息来实时调整谷底数量时，所述输出电流或输出功率信息计算模块205包括输出功率信息计算子模块。图5为本发明实施例提供的输出功率信息计算子模块的电路结构示意图。参见图5，所述输出功率信息计算子模块包括第一反相器501、第一采样保持单元502、第二采样保持单元503、加法器504、乘法器505、第一开关506、第二开关507、第二反相器508、电阻509和电容510。
其中，所述第一采样保持单元502的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号DRVi，所述第一采样保持单元502的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号CS，所述第一采样保持单元502的输出端(产生原边电流检测电阻上的电压信号CS的谷值电压信号CSvl)连接所述加法器504的第一输入端。
所述第二采样保持单元503的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号DRVo，所述第二采样保持单元503的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号CS，所述第二采样保持单元503的输出端(产生原边电流检测电阻上的电压信号CS的峰值电压信号CSpk)连接所述加法器504的第二输入端。
所述输出功率信息计算子模块与所述输出电流信息计算子模块的不同之处在于，还引入了次级电压的反馈信号Vosg。将采集到的输出电压信息Vosg加入到所述输出功率信息计算子模块中，可实现根据输出功率调节谷底数量的控制策略。体现在所述乘法器505的第一输入端连接所述加法器504的输出端，所述乘法器505的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器505的第三输入端连接所述次级电压的反馈信号Vosg；所述乘法器505的输出端连接所述第一开关506的一端；所述第一开关506的另一端连接所述电阻509的一端和所述第二开关507的一端；所述第一开关506的控制端连接所述续流时间信号Tfwt。续流时间信号Tfwt通过第二反相器508后产生反相信号Tfwto。
所述第二开关507的另一端接地，所述第二开关507的控制端连接所述续流时间信号的反相信号Tfwto；所述电阻509的另一端产生与所述反激式变换器次级功率信息成正比的输出功率信息CCsg并通过所述电容510后接地。
在根据输出功率信息调整谷底数量的实施例中，通过所述第二采样保持单元503对CS信号的峰值采样保持(也就是开关管Q1的DRVi关闭时刻)，获得CS的峰值电压信号CSpk。通过所述第一采样保持单元502对CS信号的谷值采样保持(也就是Q1的DRVi开启后)，获得CS的谷值电压信号CSvl。对CSpk和CSvl求和后，乘以系数K(根据需要选择0.1～10)和所述次级电压的反馈信号Vosg，得到第二中间信号＝(CSpk+CSvl)×K×Vosg。续流期间第一开关206打开，第二开关207关闭，其他时间段则刚好相反，相当于第二中间信号通过RC滤波，得到CCsg，CCsg即为后续谷底数量调整所需的输出功率信息。
所述谷底数量控制与谷底切换控制模块根据上述输出电流/功率信息CCsg进行谷底数量控制与谷底切换控制。
图6为本发明实施例提供的谷底数量控制与谷底切换控制模块的电路结构示意图。参见图6，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块包括多个滞环比较器601、数字逻辑门电路(包括多个与门602)、译码器603、下降沿计数器604、加法器605、数字比较器606、D触发器607以及单脉冲触发器608。
其中，所述滞环比较器601的正输入端连接所述输出电流信息或输出功率信息CCsg；所述滞环比较器601的负输入端连接预设的功率参考信号。假设所述谷底数量控制与谷底切换控制模块205包括n个滞环比较器601；所述数字逻辑门电路包括n-1个与门602；其中n为大于或等于2的正整数；则第i个滞环比较器601的负输入端连接第i个预设的功率参考信号Vi，1≦i≦n-1。
所述滞环比较器601的输出端连接所述数字逻辑门电路的输入端；所述数字逻辑门电路的输出端连接所述译码器603的输入端；所述译码器603的输出端连接所述数字比较器606的第一输入端。具体地，第i个滞环比较器601的输出端产生当前输出电流/功率信息CCsg对应的第i个谷底数量使能信号ith_Valley_EN。其中第i个与门的第一输入端连接第i个滞环比较器的输出端，即连接第i个谷底数量使能信号ith_Valley_EN；所述第i个与门的第二输入端连接第i+1个滞环比较器的输出端的反相信号，即i+1th_Valley_EN的反相信号；所述第i个与门的输出端连接所述译码器的第i个输入端Ai。所述译码器603的输出端产生谷底选择信号Sn_EN，该谷底选择信号Sn_EN表示允许开通的谷底数，即通过监测输出电流/功率信息CCsg来实时确定的谷底数量。
所述下降沿计数器604的第一输入端连接所述工作周期的谷底信号ZCD_CLK；所述下降沿计数器604的第二输入端连接所述驱动复位信号DRV_Rst；所述下降沿计数器604的输出端连接所述加法器605的第一输入端；所述加法器605的第二输入端连接加法系数1；所述加法器605的输出端(产生信号Sn+1)连接所述数字比较器606的第二输入端。
所述数字比较器606的输出端(产生使能信号Valley_EN)连接所述D触发器607的第一输入端；所述D触发器607的第二输入端连接所述工作周期的谷底信号ZCD_CLK；所述D触发器607的第三输入端连接所述驱动复位信号DRV_Rst；所述D触发器607的正向输出端连接所述单脉冲触发器608的输入端；所述单脉冲触发器608的输出端产生所述驱动置位信号DRV_Set。通过所述驱动置位信号DRV_Set可以将所述开关管Q1的栅极驱动信号DRVi置为高电平。
如图6所示，CCsg为采集到的输出电流/功率信息，作为滞环比较器601的正输入端，滞环比较器601的负输入端为设定的功率参考信号，通过滞环比较器601可得到当前输出电流/功率信息CCsg对应的谷底数量使能信号ith_Valley_EN；谷底数量使能信号ith_Valley_EN经过数字逻辑门电路与译码器603电路处理，得到谷底选择信号Sn_EN，该信号表示允许开通的谷底数；UPCOUNT为下降沿计数器604，实时记录当前周期的谷底数Sn，Sn通过加法器605加1后与Sn_EN通过数字比较器606进行比较，当Sn+1≥Sn_EN，表示允许在Sn+1个谷底时开通。则当Sn+1的谷底信号ZCD_CLK来到时，D触发器607输出高电平信号，经过Oneshot单脉冲触发器608将高电平信号转换为一个窄脉冲，得到驱动置位信号DRV_Set。以上过程的时序图如图7所示。图7中Vds为功率开关管Q1的漏源极电压。如图7所示，当CCSg缓慢增大，Vds的谷底数量从3谷底切换为2谷底。
图8为本发明实施例提供的谷底数量控制与谷底切换仿真图。图8横坐标为时间；纵坐标从上到下依次为驱动置位信号DRV_Set、谷底信号ZCD_CLK、开关管Q1的栅极驱动信号DRVi、输出电流/输出功率信息CCsg(波浪线所示)与第1个滞环比较器的功率参考信号V1(直线所示)、开关管Q1的漏源极电压Vds以及系统输出电压Vout，单位均为V。仿真图8显示了在输出功率变化(增大)时，CCsg信号触发谷底切换条件，从2谷底切换到1谷底时的波形。
本发明提供的反激式变换器的控制电路，其谷底数量控制与谷底切换控制模块采用基于能量反馈的谷底数量控制模式，根据所述输出电流或输出功率信息计算模块产生的输出电流信息或输出功率信息CCsg来实时调整反激式变换器每个周期的谷底数量Sn_EN，不存在谷底的频繁切换，从而避免了谷底的频繁切换导致的纹波增大、音频噪声明显、EMI更恶劣等问题；同时由于不存在多谷底的状态，因此减小了初级电流有效值，提高了反激式变换器的工作效率。本发明提供的反激式变换器的控制电路可有效增强系统的稳定性，优化电源的效率、纹波、EMI等性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的控制方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种反激式变换器的控制电路，所述反激式变换器包括原边绕组单元、次级绕组单元和辅助绕组单元；所述原边绕组单元包括原边绕组、开关管和原边电流检测电阻；所述原边绕组的一端连接供电电压，所述原边绕组的另一端连接所述开关管的漏极；所述开关管的源极通过所述原边电流检测电阻后接地；所述辅助绕组单元包括辅助绕组、第一电阻和第二电阻；所述辅助绕组的一端接地，所述辅助绕组的另一端通过所述第一电阻和所述第二电阻的串联结构后接地；
其特征在于，所述控制电路包括：第三采样保持模块、续流检测模块、过零检测模块、输出电流或输出功率信息计算模块、谷底数量控制与谷底切换控制模块；
所述第三采样保持模块的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第三采样保持模块的采样端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述第三采样保持模块的输出端产生次级电压的反馈信号；
所述续流检测模块的输入端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述续流检测模块的输出端产生续流时间信号；
所述过零检测模块的输入端连接所述第一电阻和所述第二电阻的串联点，所述过零检测模块的输出端产生工作周期的谷底信号；
所述输出电流或输出功率信息计算模块的第一输入端与所述第三采样保持模块的输出端连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第二输入端与所述续流检测模块的输出端连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第三输入端与所述开关管的栅极驱动信号连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的第四输入端与所述原边电流检测电阻上的电压信号连接；所述输出电流或输出功率信息计算模块的输出端产生输出电流信息或输出功率信息；
所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第一输入端与所述输出电流或输出功率信息计算模块的输出端连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第二输入端与所述过零检测模块的输出端连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的第三输入端与驱动复位信号连接；所述谷底数量控制与谷底切换控制模块的输出端产生驱动置位信号；通过所述驱动置位信号将所述开关管的栅极驱动信号置为高电平。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述输出电流或输出功率信息计算模块包括输出电流信息计算子模块；所述输出电流信息计算子模块包括第一采样保持单元、第二采样保持单元、加法器、乘法器、第一开关、第二开关、电阻和电容；
所述第一采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号，所述第一采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第一采样保持单元的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述第二采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第二采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第二采样保持单元的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述乘法器的第一输入端连接所述加法器的输出端，所述乘法器的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器的输出端连接所述第一开关的一端；所述第一开关的另一端连接所述电阻的一端和所述第二开关的一端；所述第一开关的控制端连接所述续流时间信号；
所述第二开关的另一端接地，所述第二开关的控制端连接所述续流时间信号的反相信号；所述电阻的另一端产生与所述反激式变换器次级电流信息成正比的输出电流信息并通过所述电容后接地。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述输出电流或输出功率信息计算模块包括输出功率信息计算子模块；所述输出功率信息计算子模块包括第一采样保持单元、第二采样保持单元、加法器、乘法器、第一开关、第二开关、电阻和电容；
所述第一采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号，所述第一采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第一采样保持单元的输出端连接所述加法器的第一输入端；
所述第二采样保持单元的控制端连接所述开关管的栅极驱动信号的反相信号，所述第二采样保持单元的采样端连接所述原边电流检测电阻上的电压信号，所述第二采样保持单元的输出端连接所述加法器的第二输入端；
所述乘法器的第一输入端连接所述加法器的输出端，所述乘法器的第二输入端连接乘法系数K，所述乘法器的第三输入端连接所述次级电压的反馈信号；所述乘法器的输出端连接所述第一开关的一端；所述第一开关的另一端连接所述电阻的一端和所述第二开关的一端；所述第一开关的控制端连接所述续流时间信号；
所述第二开关的另一端接地，所述第二开关的控制端连接所述续流时间信号的反相信号；所述电阻的另一端产生与所述反激式变换器次级功率信息成正比的输出功率信息并通过所述电容后接地。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块包括多个滞环比较器、数字逻辑门电路、译码器、下降沿计数器、加法器、数字比较器、D触发器和单脉冲触发器；
所述滞环比较器的正输入端连接所述输出电流信息或输出功率信息；所述滞环比较器的负输入端连接预设的功率参考信号；所述滞环比较器的输出端连接所述数字逻辑门电路的输入端；所述数字逻辑门电路的输出端连接所述译码器的输入端；所述译码器的输出端连接所述数字比较器的第一输入端；
所述下降沿计数器的第一输入端连接所述工作周期的谷底信号；所述下降沿计数器的第二输入端连接所述驱动复位信号；所述下降沿计数器的输出端连接所述加法器的第一输入端；所述加法器的第二输入端连接加法系数1；所述加法器的输出端连接所述数字比较器的第二输入端；
所述数字比较器的输出端连接所述D触发器的第一输入端；所述D触发器的第二输入端连接所述工作周期的谷底信号；所述D触发器的第三输入端连接所述驱动复位信号；所述D触发器的正向输出端连接所述单脉冲触发器的输入端；所述单脉冲触发器的输出端产生所述驱动置位信号。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述谷底数量控制与谷底切换控制模块包括n个滞环比较器；所述数字逻辑门电路包括n-1个与门；其中第i个与门的第一输入端连接第i个滞环比较器的输出端；所述第i个与门的第二输入端连接第i+1个滞环比较器的输出端的反相信号；所述第i个与门的输出端连接所述译码器的第i个输入端；其中n为大于或等于2的正整数；1≦i≦n-1。
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