CN117240408A - 一种应用于隔离电源的通信方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于隔离电源的通信方法及装置，涉及供电领域，本方案适用于隔离电源中的任意一边控制器，任意一个控制器都需要先基于预设编码规则对待发送的目标信息进行相应的编码，以基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化进行感应，最后基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码，得到内容与目标信息相一致的译码结果，因为任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

Description

一种应用于隔离电源的通信方法及装置

技术领域

本发明涉及供电领域，特别涉及一种应用于隔离电源的通信方法及装置。

背景技术

在开关电源系统中，变压器原边绕组输出的电压、电流的控制都是由与变压器原边绕组连接的原边控制器完成的，并通过变压器副边绕组传输至负载中。但是，负载需要的电压、电流信息发生改变后却只能将这部分电压、电流信息传递到与变压器副边绕组连接的副边控制器中，且因为原边控制器与副边控制器是相对隔离的，所以，原边控制器无法直接感知到负载需要的电压、电流的变化，而为了保证原边控制器和副边控制器在隔离的情况下，顺利相互通信，就需要额外的传递路径，例如现有技术中在原有开关电源系统的基础上添加了光耦器件等器件来实现原边控制器和副边控制器之间的相互通信。但是这样做的弊端就是会增加设备的成本和复杂度，同时降低整个开关电源系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于隔离电源的通信方法及装置，任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于隔离电源的通信方法，应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，所述方法包括：

确定待传递的目标信息，并基于与所述任意一边控制器对应的预设编码规则对所述目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与所述目标信息相一致的译码结果；

其中，所述任意一边控制器为原边控制器时，所述另一边控制器为副边控制器；所述任意一边控制器为副边控制器时，所述另一边控制器为原边控制器。

可选的，当所述任意一边控制器为原边控制器，所述另一边控制器为副边控制器时，所述基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内所述隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

通过控制相邻周期内所述原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

可选的，所述基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，包括：

基于所述感应结果确定相邻周期内所述隔离电源中副边绕组的导通时间的长度变化；

基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对相邻周期内所述副边绕组的导通时间的长度变化进行相应的译码操作。

可选的，当所述任意一边控制器为副边控制器，所述另一边控制器为原边控制器时，所述基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中副边开关管的导通或关断，以控制相邻周期内所述隔离电源中的副边绕组的两端电压发生相应的变化；

通过控制相邻周期内所述副边绕组的两端电压发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中副边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

可选的，所述以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，包括：

以使所述原边控制器通过所述隔离电源中的辅助绕组对相邻周期内所述副边绕组的导通时间的长度变化进行感应。

可选的，在所述确定待传递的目标信息之后，还包括：

确定所述目标信息的种类；

基于所述种类确定与所述目标信息对应的预设编码规则。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种应用于隔离电源的通信装置，应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，所述装置包括：

确定模块，用于确定待传递的目标信息，并基于与所述任意一边控制器对应的预设编码规则对所述目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

控制模块，用于基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与所述目标信息相一致的译码结果；

其中，所述任意一边控制器为原边控制器时，所述另一边控制器为副边控制器；所述任意一边控制器为副边控制器时，所述另一边控制器为原边控制器。

可选的，当所述任意一边控制器为原边控制器，所述另一边控制器为副边控制器时，所述控制模块，包括：

第一控制子单元，用于基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内所述隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

第二控制子单元，用于通过控制相邻周期内所述原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

本发明的目的是提供一种应用于隔离电源的通信方法及装置，本方案适用于隔离电源中的任意一边控制器，任意一个控制器都需要先基于预设编码规则对待发送的目标信息进行相应的编码，以基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化进行感应，最后基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码，得到内容与目标信息相一致的译码结果，因为任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种应用于隔离电源的通信方法的过程流程图；

图2为本发明提供的一种隔离电源的结构示意图；

图3为本发明提供的一种原边到副边的信息传递原理示意图；

图4为本发明提供的一种副边到原边的信息传递原理示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种应用于隔离电源的通信方法及装置，任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种应用于隔离电源的通信方法的过程流程图。应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，该方法，包括：

S11:确定待传递的目标信息，并基于与任意一边控制器对应的预设编码规则对目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

S12:基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与目标信息相一致的译码结果；

其中，任意一边控制器为原边控制器时，另一边控制器为副边控制器；任意一边控制器为副边控制器时，另一边控制器为原边控制器。

本发明中，当原边控制器需要向副边控制器发送信息时，原边控制器需要对要传递的目标信息进行预设编码，并给予编码后信息控制相邻周期内原边绕组的导通时间发生相应的长度变化，因为作用的对象是隔离电源中变压器的原边绕组，所以变压器的副边绕组会感应到原边绕组的导通时间发生的长度变化，而副边控制器基于感知结果进行相应的译码操作，以得到与原边控制器要传递的信息相同的内容，同理，副边控制器也能够基于自身对应的预设编码规则对自身待传递的信息进行相应的编码，并基于编码后信息控制副边绕组的导通时间，使得原边控制器基于自身的感知结果进行相应的译码操作，以得到与副边控制器要传递的信息相同的内容，任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

需要说明的是，本方案就是在现有成熟的隔离电源架构基础之下，不增加任何外围元件来完成信息传递的，既不增加成本，也没有增加额外的系统设计难度，现有的隔离电源如图2所示，包括整流电路、滤波器件、变压器、原边控制器、副边控制器、原边开关管以及副边开关管。

还需要说明的是，原边控制器向副边控制器传递信息原理：1、原边控制器将需要信息进行编码，控制原边的峰值电流（有规律变化），原边绕组，隔离变压器，副边绕组，接收副边峰值电流（有规律变化），副边导通时间变化，副边控制器进行译码；2、原边控制器通过控制相邻两个周期的原边峰值电压的增、减（+△VCS或-△VCS），对应到开关电源系统的副边峰值电流也会不一样，相应的表征副边导通信号的信号TONS的宽度也跟随增、减（+△T或-△T），这样就可以解码出不同的状态，比如+△T表示码子’1’，-△T表示码子’0’，反之亦然，如图3所示。其次，副边控制器向原边控制器传递信息原理为：1、副边控制器将需要信息进行编码，控制副边同步整流MOS的开、关（有规律变化），副边绕组，隔离变压器，辅助绕组，接收表征副边导通时间信号增加、减小（有规律变化），原边控制器进行译码。2、副边控制器通过控制相邻周期的副边同步整流MOS的开、关，可以影响到副边电感上面的电压差值减小、增加，从而影响到副边导通时间的增加、减小（+△T 或-△T），这样就可以用这个变化信息来表征不同的状态信息，比如+△T 表示码子’1’，-△T表示码子’0’，反之亦然，如图4所示。

还需要说明的是，在进行’0’或’1’码子定义的时候，有很多种组合：比如：+△T表示’1’，-△T表示’0’+△T / -△T 均表示’1’，无△T表示’0’以此类推，不一而足。

还需要说明的是，原、副边的通信信息不仅仅限定于传递电压、电流信息，也可以用来传递温度、湿度等信息。且以上各种的信息传递，都是进行逐周期检测，发现有变化或者无变化来进行相关的编、解码操作。

本实施例提供了一种应用于隔离电源的通信方法，本方案适用于隔离电源中的任意一边控制器，任意一个控制器都需要先基于预设编码规则对待发送的目标信息进行相应的编码，以基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化进行感应，最后基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码，得到内容与目标信息相一致的译码结果，因为任意一个控制器都能获取到另一个控制器发送的信息，所以在原有隔离电源的基础上无需增加任何设备就能实现两者间的相互通信，节约了成本，提高了系统的可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，当任意一边控制器为原边控制器，另一边控制器为副边控制器时，基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于编码后信息控制相邻周期内隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

通过控制相邻周期内原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

本发明中，当任意一边控制器为原边控制器，另一边控制器为副边控制器时，基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化的过程为：因为隔离电源中原边开关管的导通时间与原边峰值电流有直接的关系，所以原边控制器基于编码后信息控制相邻周期内隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，即可控制相邻周期内隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化，而原边峰值电流与原边绕组的导通时间有直接关系，所以相邻周期内原边峰值电流发生变化代表了相邻周期内隔离电源中原边绕组的导通时间也发生了相应的长度变化，方案的准确性。

作为一种可选的实施例，基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，包括：

基于感应结果确定相邻周期内隔离电源中副边绕组的导通时间的长度变化；

基于与预设编码规则对应的预设译码规则对相邻周期内副边绕组的导通时间的长度变化进行相应的译码操作。

本发明中，当任意一边控制器为原边控制器，另一边控制器为副边控制器时，基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作的过程为：副边控制器基于感应结果确定相邻周期内隔离电源中副边绕组的导通时间的长度变化，再基于与预设编码规则对应的预设译码规则对相邻周期内副边绕组的导通时间的长度变化进行相应的译码操作，通过译码能够准确的得到与原边控制器待传递的目标信息相同的内容。

作为一种可选的实施例，当任意一边控制器为副边控制器，另一边控制器为原边控制器时，基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于编码后信息控制相邻周期内隔离电源中副边开关管的导通或关断，以控制相邻周期内隔离电源中的副边绕组的两端电压发生相应的变化；

通过控制相邻周期内副边绕组的两端电压发生相应的变化控制相邻周期内隔离电源中副边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

本发明中，当任意一边控制器为副边控制器，另一边控制器为原边控制器时，基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化的过程为：因为隔离电源中副边开关管的导通或关断与副边绕组的两端电压有直接的关系，所以副边控制器基于编码后信息控制相邻周期内隔离电源中副边开关管的导通或关断，即可控制相邻周期内隔离电源中副边绕组的两端电压发生相应的变化，而副边绕组的两端电压与副边绕组的导通时间有直接关系，所以相邻周期内副边绕组的两端电压发生变化代表了相邻周期内隔离电源中副边绕组的导通时间也发生了相应的长度变化，方案的准确性。

需要说明的是，当控制器为副边控制器，另一边控制器为原边控制器，传递机理如下：副边控制器通过控制副边开关管的导通或者关断，来改变副边变压器两端的电压，进而影响副边的续流时间，从而通过变压器耦合到原边，使得原边控制器检测到的副边续流时间发生变化，从而进行译码操作，其中，副边绕组的导通时间也就是副边电流的续流时间。

作为一种可选的实施例，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，包括：

以使原边控制器通过隔离电源中的辅助绕组对相邻周期内副边绕组的导通时间的长度变化进行感应。

本发明中，当任意一边控制器为副边控制器，另一边控制器为原边控制器时，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应的过程为：隔离电源中的辅助绕组会感应到相邻周期内副边绕组的导通时间的长度变化，并将感应结果传输至原边控制器，保证了副边控制器向原边控制器传输信息的可靠性。

需要说明的是，隔离电源中的变压器包括：原边绕组、副边绕组以及辅助绕组，其中，副边绕组可以感应原边峰值电流的变化，而辅助绕组可以感应副边绕组的两端电压的变化，本方案则是运用这个工作原理，通过译码的方式，改变对应绕组的峰值电流或两端电压，即改变对应绕组的导通时间，并通过另一控制器对绕组的导通时间变化进行译码，以实现原边控制器与副边控制器之间的相互通信。

作为一种可选的实施例，在确定待传递的目标信息之后，还包括：

确定目标信息的种类；

基于种类确定与目标信息对应的预设编码规则。

本发明中，在确定待传递的目标信息之后，还需要确定目标信息的种类，进而基于种类确定与目标信息对应的预设编码规则，提高了后续编码操作的准确性。

本发明还提供了一种隔离通信装置对应的实施例，应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，装置包括：

确定模块，用于确定待传递的目标信息，并基于与任意一边控制器对应的预设编码规则对目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

控制模块，用于基于编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与目标信息相一致的译码结果；

其中，任意一边控制器为原边控制器时，另一边控制器为副边控制器；任意一边控制器为副边控制器时，另一边控制器为原边控制器。

作为一种可选的实施例，当任意一边控制器为原边控制器，另一边控制器为副边控制器时，控制模块，包括：

第一控制子单元，用于基于编码后信息控制相邻周期内隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

第二控制子单元，用于通过控制相邻周期内原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

本实施例提供的应用于隔离电源的通信装置，与上述方法对应，故具有与上述方法相同的有益效果，因此应用于隔离电源的通信装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，所述方法包括：

确定待传递的目标信息，并基于与所述任意一边控制器对应的预设编码规则对所述目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与所述目标信息相一致的译码结果；

其中，所述任意一边控制器为原边控制器时，所述另一边控制器为副边控制器；所述任意一边控制器为副边控制器时，所述另一边控制器为原边控制器。

2.如权利要求1所述的应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，当所述任意一边控制器为原边控制器，所述另一边控制器为副边控制器时，所述基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内所述隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

通过控制相邻周期内所述原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

3.如权利要求2所述的应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，所述基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，包括：

基于所述感应结果确定相邻周期内所述隔离电源中副边绕组的导通时间的长度变化；

基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对相邻周期内所述副边绕组的导通时间的长度变化进行相应的译码操作。

4.如权利要求1所述的应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，当所述任意一边控制器为副边控制器，所述另一边控制器为原边控制器时，所述基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，包括：

基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中副边开关管的导通或关断，以控制相邻周期内所述隔离电源中的副边绕组的两端电压发生相应的变化；

通过控制相邻周期内所述副边绕组的两端电压发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中副边绕组的导通时间发生相应的长度变化。

5.如权利要求4所述的应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，所述以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，包括：

以使所述原边控制器通过所述隔离电源中的辅助绕组对相邻周期内所述副边绕组的导通时间的长度变化进行感应。

6.如权利要求1至5任一项所述的应用于隔离电源的通信方法，其特征在于，在所述确定待传递的目标信息之后，还包括：

确定所述目标信息的种类；

基于所述种类确定与所述目标信息对应的预设编码规则。

7.一种应用于隔离电源的通信装置，其特征在于，应用于隔离电源中变压器的任意一边控制器，所述装置包括：

确定模块，用于确定待传递的目标信息，并基于与所述任意一边控制器对应的预设编码规则对所述目标信息进行相应的编码操作，以得到编码后信息；

控制模块，用于基于所述编码后信息控制相邻周期内对应绕组的导通时间发生相应的长度变化，以使另一边控制器对相邻周期内对应绕组的导通时间的长度变化进行感应，并基于与所述预设编码规则对应的预设译码规则对感应结果进行相应的译码操作，得到内容与所述目标信息相一致的译码结果；

其中，所述任意一边控制器为原边控制器时，所述另一边控制器为副边控制器；所述任意一边控制器为副边控制器时，所述另一边控制器为原边控制器。

8.如权利要求7所述的应用于隔离电源的通信装置，其特征在于，当所述任意一边控制器为原边控制器，所述另一边控制器为副边控制器时，所述控制模块，包括：

第一控制子单元，用于基于所述编码后信息控制相邻周期内所述隔离电源中原边开关管的导通时间发生相应的长度变化，以控制相邻周期内所述隔离电源中原边峰值电流发生相应的变化；

第二控制子单元，用于通过控制相邻周期内所述原边峰值电流发生相应的变化控制相邻周期内所述隔离电源中原边绕组的导通时间发生相应的长度变化。