[發明專利]一種基于原邊反饋的反激變換器的輸出電壓采樣方法及其系統

在審

• 申請號: 201410367528.2
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104092384A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 孫偉鋒;袁冬冬;張曉明;王沖;徐申;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種基于原邊反饋的反激變換器的輸出電壓采樣方法，通過采樣輔助繞組上的電壓信息獲得反激變換器的輸出電壓，其特征在于，根據反激變換器前一開關周期的輸出電壓反饋量和本開關周期輔助繞組上的電壓信息調整本開關周期的輸出電壓反饋量，用于產生控制反激變換器中開關管工作的開關信號V_G，實現反激變換器的恒壓輸出，從而得到精確的輸出電壓，包括以下步驟：

(1)采樣本開關周期的輔助繞組上電壓信號V_AUX，并通過數模轉換器將前一開關周期輸出電壓反饋數字量V_FB轉換成前一開關周期的輸出電壓反饋模擬量V_fb；

(2)將本開關周期輔助繞組上的電壓信號V_AUX分別與設定的上邊界電壓V_fb，max和下邊界電壓V_fb，min進行比較，分別得到反饋電壓上限邊界信號MAX和下限邊界信號MIN；

(3)將本開關周期輔助繞組上的電壓信號V_AUX與前一開關周期的輸出電壓反饋模擬量V_fb進行比較得到反饋比較信號AUX；

(4)開關管控制信號V_G翻轉為零之后，根據反饋比較信號AUX得到本開關周期的輔助繞組上電壓信號V_AUX和前一開關周期的輸出電壓反饋模擬量V_fb的第一次相交時刻t₁，在設定的時間t_gap之后產生電壓下降信號GAP，使V_fb降低ΔV，得到AUX第二次高電平持續時間Count；

(5)根據反饋電壓上限邊界信號MAX、下限邊界信號MIN、反饋比較信號AUX、電壓下降信號GAP和AUX第二次高電平持續時間Count，通過以下的關系表達式，求得反激變換器本開關周期輸出電壓的反饋量的V_FB；

當MAX＝1時，V_FB[k]＝V_FB，max；

當MIN＝1時，V_FB[k]＝V_FB，min；

當MAX＝MIN＝0時，如果Count<2，則V_FB[k]＝V_FB[k-1]+1；如果Count＝2，則V_FB[k]＝V_FB[k-1]；如果Count>2，則V_FB[k]＝V_FB[k-1]-1；

其中，k表示周期數，V_FB[k]是本開關周期輸出電壓的反饋數字量，V_FB[k-1]是前一開關周期輸出電壓的反饋數字量，V_FB，max是設定的輸出電壓的反饋量上限值，V_FB，min是設定的輸出電壓的反饋量下限值；

(6)根據本開關周期的V_FB，通過數字PI單元和數字PWM得到反激變換器中開關管Q1的控制信號，以控制開關管Q1的導通和關斷。

2.根據權利要求1所述基于原邊反饋的反激變換器的輸出電壓采樣方法的采樣系統，其特征在于，包括電壓采樣模塊、數字PI模塊和數字PWM模塊，電壓采樣模塊采樣本開關周期輔助繞組上的電壓信息V_AUX后，得到本開關周期的輸出電壓反饋數字量V_FB輸出至數字PI單元，數字PI單元根據輸出電壓反饋量產生占空比信號d輸出至數字PWM單元，數字PWM根據占空比信號d產生開關管控制信號V_G輸出至反激變換器中開關管Q1的柵極，從而控制開關管Q1的工作狀態；其中：

電壓采樣模塊包括上限邊界比較器COMP_max、下限邊界比較器COMP_min和反饋比較器COMP_aux、波形分析模塊、數模轉換器DAC和輸出電壓反饋量計算模塊，上限邊界比較器COMP_max的正端與下限邊界比較器COMP_min的負端及反饋比較器COMP_aux的正端互連并連接輔助繞組電壓V_AUX，上限邊界比較器的負端連接上限電平V_fb，max，上限邊界比較器COMP_max輸出上限邊界信號MAX連接輸出電壓反饋量計算模塊的一個輸入端；下限邊界比較器COMP_min的正端連接下限電平V_fb，min，下限邊界比較器COMP_min輸出下限邊界信號MIN連接輸出電壓反饋量計算模塊的另一個輸入端，反饋比較器COMP_aux輸出反饋信號AUX連接波形分析模塊輸入端，波形分析模塊分別輸出電壓下降信號GAP及AUX第二次高電平持續時間Count分別連接數模轉換器DAC及輸出電壓反饋量計算模塊，輸出電壓反饋量計算模塊的輸出連接數模轉換器DAC，數模轉換器DAC輸出反饋電壓V_fb或V_fb-ΔV連接反饋比較器COMP_aux的負端；

波形分析模塊根據反饋比較信號AUX，在開關管控制信號V_G翻轉為零之后，在AUX第一次下降之后的一段時間t_gap之后產生電壓下降信號GAP，并通過計數器計數得到AUX第二次高電平持續時間Count，電壓下降信號GAP輸入到數模轉換器DAC，AUX第二次的高電平持續時間Count輸入到輸出電壓反饋量計算模塊；

輸出電壓反饋量計算模塊根據反饋電壓上限邊界信號MAX、下限邊界信號MIN、反饋比較和AUX高電平第二次持續時間Count，求得反激變換器本開關周期輸出電壓的反饋數字量V_FB；

數模轉換器DAC將輸出電壓產生模塊的輸出數字量轉化成輸出電壓的模擬量V_fb，并在接收到GAP信號之后將輸出電壓模擬量降低ΔV得到V_fb-ΔV，用于反饋比較器COMP_aux的輸入。